新闻中心
新闻中心

我们在使用伺服电机的时候,有哪些问题是一定要重视的?

时间:2021-01-06    作者:星辰智能

  伺服系统是机电产品中的重要环节,它能供给最高水平的动态照料和扭矩密度,所以驱动系统的发展趋势是用沟通伺服驱动取替传统的液压、直流、步进和AC变频调速驱动,以便使系统功用抵达一个全新的水平,包括更短的周期、更高的生产率、更好的可靠性和更长的寿数。为了完成伺服电机的更好功用,就必须对伺服电机的一些运用特征有所了解。

  星辰智能小编将浅析伺服电机在运用中的常见问题。

  问题一:噪声,不安稳

  客户在一些机械上运用伺服电机时,常常会发生噪声过大,电机带动负载作业不安稳等现象,出现此问题时,许多运用者的榜首反应便是伺服电机质量欠好,因为有时换成步进电机或是变频电机来拖动负载,噪声和不安稳现象却小许多。表面上看,确实是伺服电机的原故,但我们细心分析伺服电机的作业原理后,会发现这种结论是彻底过失的。

  沟通伺服系统包括:伺服驱动、伺服电机和一个反应传感器(一般伺服电机自带光学偏码器)。

  所有这些部件都在一个控制闭环系统中作业:驱动器从外部接收参数信息,然后将必定电流输送给电机,通过电机转换成扭矩带动负载,负载根据它自己的特性进行动作或加减速,传感器丈量负载的方位,使驱动设备对设定信息值和实践方位值进行比较,然后通过改动电机电流使实践方位值和设定信息值保持一致,当负载遽然改动引起速度改动时,偏码器得知这种速度改动后会马上反应给伺服驱动器,驱动器又通过改动供给给伺服电机的电流值来满足负载的改动,并从头返回到设定的速度。

  沟通伺服系统是一个照料十分高的全闭环系统,负载不坚决和速度较正之间的时间滞后照料是十分快的,此时,真实约束了系统照料作用的是机械联接设备的传递时间。

  举一个简略比方:有一台机械,是用伺服电机通过V形带传动一个安稳速度、大惯性的负载。整个系统需求获得安稳的速度和较快的照料特性,分析其动作进程。

  当驱动器将电流送到电机时,电机当即发生扭矩;一开始,因为V形带会有弹性,负载不会加速到像电机那样快;伺服电机会比负载提前抵达设定的速度,此时装在电机上的偏码器会削弱电流,继而削弱扭矩;跟着V型带张力的不断添加会使电机速度变慢,此时驱动器又会去添加电流,循环往复。在此例中,系统是振荡的,电机扭矩是不坚决的,负载速度也随之不坚决。其作用当然会是噪音、磨损、不安稳了。不过,这都不是由伺服电机引起的,这种噪声和不安稳性,是来源于机械传动设备,是因为伺服系统反应速度(高)与机械传递或许反应时间(较长)不相匹配而引起的,即伺服电机照料快于系统调整新的扭矩所需的时间。

  (1)添加机械刚性和下降系统的惯性,削减机械传动部位的照料时间,如把V形带更换成直接丝杆传动或用齿轮箱替代V型带;

  (2)下降伺服系统的照料速度,削减伺服系统的控制带宽,如下降伺服系统的增益参数值。

  当然,以上仅仅噪声、不安稳的原因之一,针对不同的原因,会有不同的处理办法,如由机械共振引起的噪声,在伺服方面可采用共振抑制,低通滤波等办法,总之,噪声和不安稳的原因,基本上都不会是因为伺服电机本身所构成。

  问题二:惯性匹配

  在伺服系统选型及调试中,常会碰到惯量问题!

  具体表现为:

1、在伺服系统选型时,除考虑电机的扭矩和额定速度等等要素外,我们还需求先核算得知机械系统换算到电机轴的惯量,再根据机械的实践动作要求及加工件质量要求来具体挑选具有合适惯量大小的电机;

2、在调试时(手动办法下),正确设定惯量比参数是充分发挥机械及伺服系统最佳效能的条件,此点在要求高速高精度的系统上表现由为超卓(台达伺服惯量比参数为1-37,JL/JM)。这样,就有了惯量匹配的问题!

  那终究什么是“惯量匹配”呢?

1、根据牛顿第二定律:“进给系统所需力矩T=系统传动惯量J×角加速度θ

角加速度θ影响系统的动态特性,θ越小,则由控制器宣告指令到系统实施完毕的时间越长,系统反应越慢。假定θ改动,则系统反应将忽快忽慢,影响加工精度。因为马达选定后最大输出T值不变,假定希望θ的改动小,则J应该尽量小。

2、进给轴的总惯量“J=伺服电机的旋转惯性动量JM+电机轴换算的负载惯性动量JL

负载惯量JL由(以工具机为例)作业台及上面装的夹具和工件、螺杆、联轴器等直线和旋转运动件的惯量折合到马达轴上的惯量组成。JM为伺服电机转子惯量,伺服电机选定后,此值就为定值,而JL则随工件等负载改动而改动。假定希望J改动率小些,则最好使JL所占份额小些。这便是浅显意义上的“惯量匹配”。

  知道了什么是惯量匹配,那惯量匹配具体有什么影响?又怎样招认呢?

影响:

传动惯量对伺服系统的精度、安稳性、动态照料都有影响,惯量大,系统的机械常数大,照料慢,会使系统的固有频率下降,简略发生谐振,因此约束了伺服带宽,影响了伺服精度和照料速度,惯量的恰当增大只要在改进低速爬行时有利,因此,机械设计时在不影响系统刚度的条件下,应尽量减小惯量。

招认:

衡量机械系统的动态特性时,惯量越小,系统的动态特性反应越好;惯量越大,马达的负载也就越大,越难控制,但机械系统的惯量需和马达惯量相匹配才行。不同的安排,对惯量匹配原则有不同的挑选,且有不同的作用表现。例如,CNC中心计通过伺服电机作高速切削时,当负载惯量添加时,会发生:

(1)控制指令改动时,马达需花费较多时间才华抵达新指令的速度要求;

(2)当机台沿二轴实施弧式曲线快速切削时,会发生较大过失:

①一般伺服电机一般状况下,当JL≦JM,则上面的问题不会发生

②当JL=3×JM,则马达的可控性会些微下降,但对平常的金属切削不会有影响。(高速曲线切削一般主张JL≦JM)

③当JL≧3×JM,马达的可控性会明显下降,在高速曲线切削时表现超卓

不同的安排动作及加工质量要求对JL与JM大小联络有不同的要求,惯性匹配的招认需求根据机械的工艺特征及加工质量要求。

版权所有:深圳市星辰智能控制有限公司   粤ICP备20005664号
友情链接:深圳上市公司网站建设

使用条款 | 隐私政策 | 网站地图