伺服电机如何选择脉冲.模拟量.三种通信控制方法?

  

  伺服电机的脉冲控制.在不同的应用领域,如何选择伺服电机的控制模拟量和通信?

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  伺服电机脉冲控制模式

  对于一些小型单机设备来说,选择脉冲控制来实现电机的定位,应该是最常见的应用方式,这种控制方式简单易懂。

  基本控制思路:脉冲总量确定电机位移,脉冲频率确定电机速度。选择脉冲控制伺服电机,打开伺服电机操作手册,一般有以下表格:

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  都是脉冲控制,但实现方式不同:

  第一,驱动器接收双路(A.B路)高速脉冲通过双路脉冲的相位差确定电机的旋转方向。如上图所示,如果B比A快90度,则为正转;那么B比A慢90度,则为翻转。

  在运行过程中,这种控制的两相脉冲是替代的,所以我们也称之为差异控制。它具有差异的特点,这也表明该控制方法具有更高的抗干扰性,并优先考虑一些有影响力的应用领域。但这样,电机轴需要占用双高速脉冲端口,不适合高速脉冲端口的紧张。

  第二,驱动器仍然接收双路高速脉冲,但双路高速脉冲不同时存在。当一路脉冲处于出口状态时,另一路必须处于无效状态。在选择此控制模式时,必须确保在同一时间只输出一路脉冲。双路脉冲,一路导出为正方向,另一路为负方向。与上述情况一样,该方法也是一个需要占用双路高速脉冲端口的电机轴。

  第三,只需要一路给驱动器脉冲信号,电机正反向运行IO信号确定。这种控制方法更容易控制,高速脉冲口资源至少占用。这种方法可以优先考虑一般的小系统。

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  伺服电机模拟量控制模式

  在需要伺服电机实现速度控制的应用领域,我们可以选择模拟量来实现电机的速度控制量的值决定了电机的运行速度。

  有两种方法可以选择模拟量,电流或电压。

  电压模式:只需在控制信号端添加一定尺寸的电压即可。在某些情况下,甚至使用电位器也可以实现控制,这非常简单。但选择电压作为控制信号,在复杂响复杂环境下的电压,导致控制不稳定。

  电流模式:需要相应的电流输出模块,但电流信号抗干扰性强,可用于复杂场景。

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  伺服电机通信控制模式

  伺服电机控制的常用方法是选择通信方式CAN.EtherCAT.Modbus.Profibus。目前,使用通信控制电机很复杂.控制模式是大系统应用领域的首选。这样,系统的大小.电机轴切割方便,没有复杂的控制接线。系统灵活性高。

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  扩展部分

  1.伺服电机转矩控制:

  扭矩控制方法是通过外部模拟量的输入或直接地址的值来设置电机轴对外输出扭矩的大小,如10V对应5Nm当外部模拟量设置为5时V电机轴导出为2.5Nm。如果电机轴负载低于2.5Nm当电机正转时,外部负荷等于2.5Nm电机不转动,大于2.5Nm时电机反转(通常是在重力负荷的前提下产生的)。设置的扭矩大小可以通过立即改变模拟量的设置来改变,相应地址的值也可以通过通信来改变。

  主要用于对材料应力有严格要求的缠绕和卷绕设备,如缠绕设备或拉光纤设备。应根据绕组半径的变化随时更改转距设置,以确保材料的应力不会随绕组半径的变化而变化。

  2.伺服电机位置控制:

  位置控制模式通常通过外部输入脉冲的次数来确定旋转速率的大小,并通过脉冲的数量来确定旋转的视角。一些伺服可以通过通信直接获得速度和位移。由于位置模式可以严格控制速度和位置,因此一般用于定位设备、数控机床.印刷机械等。

  3.伺服电机速率模式:

  旋转速率可以通过模拟量或脉冲频率的输入来控制,在有上控装置的外环中PID控制速度模式也可以定位,但电机的位置信号或直接负载的位置信号必须反馈给上位机进行计算。位置模式还支持直接负载外环检查位置信号。此时,电机轴端编码器只检查电机转速,位置信号由直接最终负载端的检测装置带来。其优点是可以减少中间传动过程中的偏差,提高整个系统的定位精度。

  4.谈谈3环:

  伺服一般由三个环控制,所谓三环是三个闭环负反馈PID调整系统。最里面的PID环是电流环,完全在伺服控制器内,通过霍尔设备检查驱动器对电机各相的输出电流,设置负反馈电流PID调整,使输出电流尽可能接近等于设置电流,电流环控制电机扭矩,因此驱动器计算最小,动态响应最快。

  第二环是速度环,通过检测到的电机编码器信号进行负反馈PID调整,它的环PID导出直接是电流环的设置,因此速率环控制包括速度环和电流环,即任何模式都必须使用电流环,电流环是控制的核心,在速度和位置控制的同时,系统实际控制电流(距离),以实现相应的速度和位置控制。

  第三环是位置环,非常外环,可以在驱动器和电机编码器之间或外部控制器、电机编码器或最终负荷之间建造。由于位置控制环的内部导出是速度环的设置,系统计算了位置控制模式中所有三个环,系统计算最大,动态响应速度最慢。