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在伺服驱动器速度闭环中,电机转子实时速度测量精度对于改善速度环的转速控制动静态特性至关重要。为寻求测量精度与系统成本的平衡,一般采用增量式光电编码器作为测速传感器,与其对应的常用测速方法为M/T测速法。M/T测速法虽然具有一定的测量精度和较宽的测量范围,但这种方法有其固有的缺陷,主要包括:1)测速周期内检测到至少一个完整的码盘脉冲,限制了低可测转速;2)用于测速的2个控制系统定时器开关难以严格保持同步,在速度变化较大的测量场合中无法测速精度。因此应用该测速法的传统速度环设计方案难以提高伺服驱动器速度跟随与控制性能。
对电机的要求
1、从低速到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4~6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。
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伺服系统是用来地跟随或复现某个过程的反馈控制系统,由控制器,功率驱动装置,反馈装置和电动机等部分构成。它的主要任务是按控制命令的要求、对功率进行放大、变换与调控等处理,使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制灵活方便。
伺服系统按控制方式开分为开环、闭环和半闭环等类型。它的主要作用有:以小功率指令信号去控制大功率负载;在没有机械连接的情况下,由输入轴控制位于远处的输出轴,实现远距同步传动;使输出机械位移地跟踪电信号等。伺服系统初用于, 如火炮的控制, 船舰、飞机的自动驾驶和导弹发射等,后来逐渐推广到国民经济的许多部门,如自动机床、无线跟踪控制等。
如今,随着技术的不断成熟,交流伺服电机技术凭借其的性价比,逐渐取代直流电机成为伺服系统的主导执行电机。交流伺服系统技术的成熟也使得市场呈现出快速的多元化发展,并成为工业自动化的支撑性技术之一。
伺服系统主要作用
1、以小功率指令信号去控制大功率负载;
2、在没有机械连接的情况下,由输入轴控制位于远处的输出轴,实现远距同步传动;
3、使输出机械位移地跟踪电信号,如记录和指示仪表等。
对伺服系统的基本要求有稳定性、精度和快速响应性。
稳定性好:作用在系统上的扰动消失后,系统能够恢复到原来的稳定状态下运行或者在输入指令信号作用下,系统能够达到新的稳定运行状态的能力,在给定输入或外界干扰作用下,能在短暂的调节过程后到达新的或者回复到原有平衡状态;
精度高:伺服系统的精度是指输出量能跟随输入量的程度。作为精密加工的数控机床,要求的定位精度或轮廓加工精度通常都比较高,允许的偏差一般都在 0.01~0.00lmm之间;
快速响应性好:有两方面含义,一是指动态响应过程中,输出量随输入指令信号变化的迅速程度,二是指动态响应过程结束的迅速程度。快速响应性是伺服系统动态品质的标志之一,即要求跟踪指令信号的响应要快,一方面要求过渡过程时间短,一般在200ms以内,甚至小于几十毫秒;另一方面,为满足超调要求,要求过渡过程的陡,即上升率要大。
节能高:由于伺服系统的快速相应,注塑机能够根据自身的需要对供给进行快速的调整,能够有效提高注塑机的电能的利用率,从而达到节能。
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