1、交流伺服驅(qū)動(dòng)器原理及調(diào)試,主要內(nèi)容,一、伺服驅(qū)動(dòng)器的種類及結(jié)構(gòu),二、伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)展趨勢(shì),四、 伺服驅(qū)動(dòng)器的控制原理：,五、伺服驅(qū)動(dòng)器的接口：,六、 與伺服調(diào)節(jié)有關(guān)的參數(shù),三、 伺服驅(qū)動(dòng)器電氣原理：,一、伺服驅(qū)動(dòng)器的種類及結(jié)構(gòu),5,1.1 AC伺服原理,構(gòu)成伺服機(jī)構(gòu)的元件叫伺服元件。由驅(qū)動(dòng)放大器（AC放大器），驅(qū)動(dòng)電機(jī)（AC伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)）和檢測(cè)器組成。,伺服進(jìn)給系統(tǒng)的要求,1. 調(diào)速范圍寬 2. 定位精度高,二、伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)展趨勢(shì),3. 有足夠的傳動(dòng)剛性和高的速度穩(wěn)定性 4. 快速響應(yīng)，無超調(diào) 為了保證生產(chǎn)率和加工質(zhì)量，除了要求有較高的定位精度外，還要求有良好的快速響應(yīng)特性，即要求跟蹤指令信號(hào)的

2、響應(yīng)要快，因?yàn)閿?shù)控系統(tǒng)在啟動(dòng)、制動(dòng)時(shí)，要求加、減加速度足夠大，縮短進(jìn)給系統(tǒng)的過渡過程時(shí)間，減小輪廓過渡誤差。,5. 低速大轉(zhuǎn)矩，過載能力強(qiáng) 一般來說，伺服驅(qū)動(dòng)器具有數(shù)分鐘甚至半小時(shí)內(nèi)1.5倍以上的過載能力，在短時(shí)間內(nèi)可以過載46倍而不損壞。 6. 可靠性高 要求數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可靠性高、工作穩(wěn)定性好，具有較強(qiáng)的溫度、濕度、振動(dòng)等環(huán)境適應(yīng)能力和很強(qiáng)的抗干擾的能力。,1、從最低速到最高速電機(jī)都能平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)要 小，尤其在低速如0.1r/min或更低速時(shí)，仍有平穩(wěn)的 速度而無爬行現(xiàn)象。 2、電機(jī)應(yīng)具有大的較長時(shí)間的過載能力，以滿足低速 大轉(zhuǎn)矩的要求。一般直流伺服電機(jī)要求在數(shù)分鐘內(nèi) 過載4

3、6倍而不損壞。 3、為了滿足快速響應(yīng)的要求，電機(jī)應(yīng)有較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣 量和大的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，并具有盡可能小的時(shí)間常數(shù)和 啟動(dòng)電壓。 4、電機(jī)應(yīng)能承受頻繁啟、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)。,對(duì)電機(jī)的要求,三、 伺服驅(qū)動(dòng)器的電氣控制原理,1.外部控制電路結(jié)構(gòu),2.內(nèi)部電路結(jié)構(gòu),功率電路結(jié)構(gòu),控制電路結(jié)構(gòu),交流伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖,15,1.3.1 伺服放大器控制回路,伺服控制回路,位置環(huán),速度環(huán),電流環(huán),16,位置控制處理流程,1.3.1 伺服放大器控制回路,假設(shè)脈沖指令為1個(gè)脈沖，輸入時(shí)動(dòng)作為： 偏差計(jì)數(shù)器成為+1 轉(zhuǎn)變?yōu)?個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的電壓進(jìn)入放大器 放大器產(chǎn)生SPWM波驅(qū)動(dòng)馬達(dá)旋轉(zhuǎn) 編碼器也相應(yīng)旋轉(zhuǎn)，發(fā)出1脈沖的震蕩 1脈沖

4、的震蕩再次輸入到偏差計(jì)數(shù) 器 中，從原來的指令+1減去1脈沖的震 蕩，計(jì)數(shù)器值成為0 結(jié)果使DA轉(zhuǎn)換輸出0V到放大器， 放大器使馬達(dá)停止 完成1脈沖的定位,17,速度控制處理流程, 模擬量形式的速度指令進(jìn)入速度 運(yùn)算器，使電機(jī)開始運(yùn)行 電機(jī)運(yùn)行后使用編碼器旋轉(zhuǎn)，發(fā)出 脈沖反饋 脈沖反饋經(jīng)過FV轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的模擬 量進(jìn)入伺服驅(qū)動(dòng)器 反饋值與給定值相比較，如果有偏 差通過電流環(huán)輸出控制電流使用其 差值改為零,1.3.1 伺服放大器控制回路,18,伺服放大器三種控制方式 1 轉(zhuǎn)矩控制： 通過外部模擬量的輸入或直接的地址的賦值來設(shè)定電機(jī) 軸對(duì)外的輸出轉(zhuǎn)矩的大小，主要應(yīng)用于需要嚴(yán)格控制轉(zhuǎn) 矩的場(chǎng)合。 電流

5、環(huán)控制 2 速度控制： 通過模擬量的輸入或脈沖的頻率對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)速度的控制。 速度環(huán)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過外部輸入 的脈沖的頻率來確定轉(zhuǎn)動(dòng)速度的大小，通過脈沖的個(gè)數(shù)來 確定轉(zhuǎn)動(dòng)的角度,所以一般應(yīng)用于定位裝置 。 三環(huán)控制 思考：三環(huán)中哪個(gè)環(huán)的響應(yīng)性最快？,1.3.1 伺服放大器控制回路,19,按照定位指令裝置輸出的脈沖串，對(duì)工件進(jìn)行定位控制。 伺服電機(jī)鎖定功能 當(dāng)偏差計(jì)數(shù)器的輸出為零時(shí)，如果有外力使伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，由編碼器將反饋脈沖輸入偏差計(jì)數(shù)器，偏差計(jì)數(shù)器發(fā)出速度指令，旋轉(zhuǎn)修正電機(jī)使之停止在滯留脈沖為零的位置上，該停留于固定位置的功能，稱為伺服鎖定。 進(jìn)行適

6、合機(jī)械負(fù)荷的位置環(huán)路增益和速度環(huán)路增益調(diào)整。,2.2 伺服的作用,四、伺服驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)行控制原理,位置環(huán)電流環(huán)速度環(huán),1. 主回路接線： 1）驅(qū)動(dòng)器R、S、T電源線的連接； 2）驅(qū)動(dòng)器與電動(dòng)機(jī)電源線之間的接線； 2. 控制電源類接線： 1）r 、t控制電源接線； 2）I/O接口控制電源接線； 3. 信號(hào)指令線 1)指令接口 2)I/O接口 3)反饋檢測(cè)類接線,五、伺服驅(qū)動(dòng)器的接線：,伺服系統(tǒng)主回路的接線圖,松下伺服驅(qū)動(dòng)器I/F速度控制接線圖,松下伺服驅(qū)動(dòng)器I/F位置控制接線圖,三洋伺服系統(tǒng)與數(shù)控系統(tǒng)連接圖,六、 伺服參數(shù),1、控制類參數(shù) 2、控制運(yùn)動(dòng)功能相關(guān)的參數(shù) 3、邏輯接口相關(guān)的一些參數(shù),伺服控制是一個(gè)比較復(fù)雜的過程，參數(shù)的使用也相對(duì)比較復(fù)雜，一般伺服參數(shù)個(gè)數(shù)少的也有幾十個(gè)，多的有七、八百個(gè)，修改起來比較麻煩。但是總的來說，伺服參數(shù)可以分