交流伺服系统的应用.docx
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1、交流伺服系统的应用交流伺服系统包含交流伺服驱动器和伺服(电机)。选用伺服系统, 主要为了进行精密的定位控制,伺服驱动器在位置控制模式下运行, 控制框图如图一所示。图一位置闭环控制一.目前常用的伺服电机是三相交流永磁同步伺服电机,这种电机 具有动态特性好、定位精度高的特点。之所以称为伺服电机,是因 为电机轴末端装有(编码器),其反馈(信号)可与伺服驱动器构成 闭环控制。常用的编码器是光电式增量编码器,根据输出信号的不同 特点,可分为6路信号标准编码器;三路信号省线式编码器;串行(通 信)总线式编码器。标准编码器输出信号:A、B、Z、U、V、W,其中A、B为正交编 码脉冲,占空比为50%,相位差是
2、90度电角度,根据超前、滞后关 系,可区分电机正、反转;将A、B信号上升沿和下降沿均取出来, 可得到4倍频脉冲信号。例如,国内常用的2500C/T编码器,四倍频 后,电机旋转一圈,编码器能产生10000个反馈脉冲。Z为零位脉冲(也称索引脉冲),每转输出一个脉冲,做定位信号;U、V、W为(检测)转子磁极位置的信号,即为驱动器提供伺服 电机转子的位置信息,以决定注入定子绕组(电流)的初始相位,保 证伺服电机有足够的起动转矩。正常启动之后,伺服驱动器能用Z脉 冲修正转子位置,精确的转子旋转位置由A、B信号获取,此时伺服 驱动器已不再需要U、V、W信号了,这就是产生省线式编码器的原 因。省线式编码器:
3、在同样的输出线上分时输出A、B、Z信号和U、V、 W信号,虽然引出线只标注A、B、Z信号,但起动时还是先在标有A、 B、Z的信号线上对应输出U、V、W信号,然后输出A、B、Z信号, 使(光电)编码器的信号输出线减少了一半,焊接插头的工作量大大 减少,出差错、出故障的概率也大大减小了。总线式增量编码器:只需一对差分信号线,即PS+和PS-,是串行 通信信号,按专有协议输出代表位置、速率、方向等信息,接线特别 简洁,是技术进步的象征,很久以前安川伺服系统就采用此技术,国 内应用比较晚。光电编码器的输出信号,一般要经线驱动(芯片)(Line Driver), 如MC3487、AM26LS31,输出差
4、分信号,差分驱动方式是一个信号传 输的好方法,它对噪声不敏感,能消除或减小共模干扰,也能抑制自 身产生的电磁干扰,提高了长线传输的可靠性;在伺服驱动器端,用 线接收器(Line Receiver)对编码器输出的差分进行接收,信号传输 示意图如图二所示。图二编码器信号传输示意图二,参考图一,伺服驱动器除了要接受编码器反馈信号外,在位置 控制模式下还必须接收来自上层控制器的指令脉冲。上层数字控制器 一般提供脉冲和方向信号,每一脉冲对应电机进给一步,方向信号以 高低电平控制电机正反转;与此对应,伺服驱动器位置指令脉冲输入 方式应设置为:脉冲+符号。控制器输出的位置指令,一般是经线驱动器处理的差分对信
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