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[导读]伺服电机是对电机进行补充的间接变速装置,是指控制伺服系统中机械部件运转的发动机。伺服电机可以将电压信号转换成转矩和速度来驱动被控对象,可以准确控制速度和位置。

伺服电机是对电机进行补充的间接变速装置,是指控制伺服系统中机械部件运转的发动机。伺服电机可以将电压信号转换成转矩和速度来驱动被控对象,可以准确控制速度和位置。伺服电机的转子速度由输入信号控制,可以快速响应,具有机电时间常数小、启动电压、线性度高等特点,在自动控制系统中,用作执行元件,它可以将接收到的电信号转换成电机轴上的角位移或角速度并输出。

直流伺服电机分为有刷电机和无刷电机:有刷电机结构简单、成本低、调速范围宽、起动转矩大、控制容易,需要维护,但维护方便(换碳刷),因此它可用于对成本敏感的普通工业和民用场合。无刷电机具有产量大、重量轻、体积小、速度高、响应快、惯性小、转动平稳、转矩稳定等优点,控制复杂、易于实现智能化,其电子换向方式灵活,可以是方波换向,也可以是正弦波换向。电机效率高、免维护、电磁辐射小、工作温度低、使用寿命长,可在各种环境下使用。DC伺服电机可用于火花机、机械手、精 密机床等,同时可配2500P/R标准编码器和高解析的速度表,还可配减速器,为机械设备带来可靠的精度和高扭矩。直流伺服电机调速好、单位重量体积小、输出功率高,比交流电机大,远远超过步进电机,多级结构的力矩波动较小。

交流伺服电机也是无刷电机,分为同步电机和异步电机。目前运动控制一般采用同步电机,功率范围大,可以实现很大的功率。交流伺服电机惯性大、转速高、转速低,随着功率的增加迅速降低,因此适合低速稳定运行。交流伺服电机的定子结构与电容分相单相异步电机的定子结构基本相似,它的定子装有两个位置相差90的绕组,一个是励磁绕组Rf,始终接交流电压Uf;另一个是连接到控制信号电压Uc的控制绕组L。因此,交流伺服电机也称为双伺服电机。交流伺服电机的转子通常采用鼠笼式,但是为了使伺服电机具有宽调速范围、线性机械特性、无“自转”现象和快速响应性能,它与普通电机相比应具有转子电阻大和转动惯量小两个特点。

伺服电机内部的转子是一个磁铁,驱动器控制的U/V/W三相电形成一个电磁场,转子在这个磁场的作用下旋转。同时,电机的编码器将信号反馈给驱动器,驱动器将反馈值与目标值进行比较,调整转子的旋转角度,伺服电机的精度取决于编码器的精度。

伺服电机刚买来时,为了适应工作对象,还有自己的熟练程度,是需要进行设置和调试都能继续使用的,那么不懂这方面应该怎么设置呢?下面华科星小编来分享具体的流程。

1.初始化参数。

接线前,初始化参数。在控制卡上:选择控制方式;清除PID参数;控制卡通电时,关闭默认使能信号;保存此状态,以确保控制卡再次通电时处于此状态。

在伺服电机上:设置控制模式;设置由外部控制启用;编码器信号输出的传动比;设置控制信号和电机速度之间的比例关系。一般来说,建议使伺服工作中的最大设计速度对应9V的控制电压。

2.接线。

关闭控制卡的电源,并连接控制卡和伺服系统之间的信号线。必须连接以下线路:控制卡的模拟输出线、使能信号线和伺服输出的编码器信号线。检查接线没有错误后,伺服电机和控制卡(和电脑)通电。此时,电机不应移动,在外力作用下可轻松旋转。如果没有,检查启用信号的设置和接线。用外力旋转电机,检查控制卡是否能正确检测电机位置的变化,否则检查编码器信号的接线和设置。

3.测试方向。

对于闭环控制系统,如果反馈信号的方向不正确,后果将是灾难性的。通过控制卡打开伺服启动信号。这就是伺服应该以较低的速度旋转,这就是传说中的“零漂移”。通常,控制卡会有抑制零点漂移的指令或参数。使用该指令或参数,查看电机的速度和方向是否可由该指令(参数)控制。如果无法控制,检查控制模式的模拟接线和参数设置。确认给出正数,电机正转,编码器计数增加;给定一个负数,电机反转,编码器计数减少。如果电机负载且行程受限,请勿使用此方法。测试时不要给太多电压,建议在1V以下。如果方向不一致,可以修改控制卡或电机上的参数,使其一致。

4.抑制零点漂移。

在闭环控制过程中,零点漂移的存在会对控制效果产生一定的影响,所以最好进行抑制。用控制卡或伺服参数抑制零点漂移,并仔细调整,使电机转速趋近于零。由于零点漂移本身具有一定的随机性,所以不需要要求电机转速绝对为零。

5.建立闭环控制。

伺服使能信号再次通过控制卡释放,较小的比例增益输入到控制卡上。至于小一点的,这个只能靠感觉。如果您不放心,请输入控制卡允许的最小值。打开控制卡和伺服的使能信号。此时,电机应该已经能够大致按照运动指令动作。

6.调整闭环参数。

微调控制参数,保证电机按照控制卡的指令运动是必须的工作,但这部分工作比较有经验,这里只能省略。

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