交流伺服驱动器原理及调试.ppt

交流伺服驱动器原理及调试,主要内容,一、伺服驱动器的种类及结构,二、伺服驱动器发展趋势,四、伺服驱动器的控制原理：,五、伺服驱动器的接口：,六、与伺服调节有关的参数,三、伺服驱动器电气原理：,一、伺服驱动器的种类及结构,5,1.1 AC伺服原理,构成伺服机构的元件叫伺服元件。由驱动放大器（AC放大器），驱动电机（AC伺服驱动电机）和检测器组成。,伺服进给系统的要求,1.调速范围宽 2.定位精度高,二、伺服驱动器发展趋势,3.有足够的传动刚性和高的速度稳定性4.快速响应，无超调 为了保证生产率和加工质量，除了要求有较高的定位精度外，还要求有良好的快速响应特性，即要求跟踪指令信号的响应要快，因为数控系统在启动、制动时，要求加、减加速度足够大，缩短进给系统的过渡过程时间，减小轮廓过渡误差。,5.低速大转矩，过载能力强 一般来说，伺服驱动器具有数分钟甚至半小时内1.5倍以上的过载能力，在短时间内可以过载46倍而不损坏。6.可靠性高 要求数控机床的进给驱动系统可靠性高、工作稳定性好，具有较强的温度、湿度、振动等环境适应能力和很强的抗干扰的能力。,1、从最低速到最高速电机都能平稳运转，转矩波动要 小，尤其在低速如0.1r/min或更低速时，仍有平稳的 速度而无爬行现象。2、电机应具有大的较长时间的过载能力，以满足低速 大转矩的要求。一般直流伺服电机要求在数分钟内 过载46倍而不损坏。3、为了满足快速响应的要求，电机应有较小的转动惯 量和大的堵转转矩，并具有尽可能小的时间常数和 启动电压。4、电机应能承受频繁启、制动和反转。,对电机的要求,三、伺服驱动器的电气控制原理,1.外部控制电路结构,2.内部电路结构,功率电路结构,控制电路结构,交流伺服系统结构图,15,1.3.1 伺服放大器控制回路,伺服控制回路,位置环,速度环,电流环,16,位置控制处理流程,1.3.1 伺服放大器控制回路,假设脉冲指令为1个脉冲，输入时动作为：偏差计数器成为+1 转变为1个脉冲对应的电压进入放大器 放大器产生SPWM波驱动马达旋转 编码器也相应旋转，发出1脉冲的震荡 1脉冲的震荡再次输入到偏差计数 器 中，从原来的指令+1减去1脉冲的震 荡，计数器值成为0 结果使DA转换输出0V到放大器，放大器使马达停止 完成1脉冲的定位,17,速度控制处理流程,模拟量形式的速度指令进入速度 运算器，使电机开始运行 电机运行后使用编码器旋转，发出 脉冲反馈 脉冲反馈经过FV转化为相应的模拟 量进入伺服驱动器 反馈值与给定值相比较，如果有偏 差通过电流环输出控制电流使用其 差值改为零,1.3.1 伺服放大器控制回路,18,伺服放大器三种控制方式1 转矩控制：通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机 轴对外的输出转矩的大小，主要应用于需要严格控制转 矩的场合。电流环控制2 速度控制：通过模拟量的输入或脉冲的频率对转动速度的控制。速度环控制3 位置控制：伺服中最常用的控制，位置控制模式一般是通过外部输入 的脉冲的频率来确定转动速度的大小，通过脉冲的个数来 确定转动的角度,所以一般应用于定位装置。三环控制思考：三环中哪个环的响应性最快？,1.3.1 伺服放大器控制回路,19,按照定位指令装置输出的脉冲串，对工件进行定位控制。伺服电机锁定功能 当偏差计数器的输出为零时，如果有外力使伺服电机转动，由编码器将反馈脉冲输入偏差计数器，偏差计数器发出速度指令，旋转修正电机使之停止在滞留脉冲为零的位置上，该停留于固定位置的功能，称为伺服锁定。进行适合机械负荷的位置环路增益和速度环路增益调整。,2.2 伺服的作用,四、伺服驱动器的运行控制原理,位置环电流环速度环,1.主回路接线：1）驱动器R、S、T电源线的连接；2）驱动器与电动机电源线之间的接线；2.控制电源类接线：1）r、t控制电源接线；2）I/O接口控制电源接线；3.信号指令线 1)指令接口 2)I/O接口 3)反馈检测类接线,五、伺服驱动器的接线：,伺服系统主回路的接线图,松下伺服驱动器I/F速度控制接线图,松下伺服驱动器I/F位置控制接线图,三洋伺服系统与数控系统连接图,六、伺服参数,1、控制类参数2、控制运动功能相关的参数3、逻辑接口相关的一些参数,伺服控制是一个比较复杂的过程，参数的使用也相对比较复杂，一般伺服参数个数少的也有几十个，多的有七、八百个，修改起来比较麻烦。但是总的来说，伺服参数可以分成三类。,在参数的调节时，我们主要调节与控制功能相关的一些参数，其他参数只与设计和硬件相关。基本上伺服系统确定以后，参数也就确定下来，不需要我们调试人员去修改。控制功能的参数不多，常用的有几个.,