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伺服電機實現精確控制扭矩模式和速度模式的不同含義

發表時間:2022-02-15 18:04【 閱讀量:-查看手機網址
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  當應用程序需要精確控制位置、速度或扭矩(或三者的組合)時,使用伺服系統。根據被控制的參數,伺服系統可以在扭矩模式、速度模式或位置模式下運行。每種模式都需要控制回路,使伺服驅動器和控制器能夠監控影響參數并向電機提供正確的命令以實現所需的性能。


  一、伺服控制–扭矩模式


  在轉矩模式(也稱為電流模式)下,電流回路控制電機的行為。由于轉矩與電流成正比,伺服控制器從伺服驅動器獲得實際的電機電流,并以此來確定實際的電機轉矩。然后,它將實際扭矩值與所需扭矩進行比較,并調整輸送到電機的電流以達到所需扭矩。電流控制回路通常使用PI(比例積分)控制器進行調整,并且電流回路參數通常由制造商設置。


  需要扭矩模式控制的應用范圍從卷繞(在卷繞時必須在材料卷材上保持恒定張力)到注塑成型(必須對模具施加恒定鎖模力)。電機產生的扭矩量取決于它接收的電流量。扭矩決定了電機的加速度,從而影響速度和位置。因此,伺服系統總是包括一個電流控制回路。


  二、伺服控制-速度模式


  當應用要求電機保持設定速度時,即使在負載變化的情況下,也可以使用速度模式。在速度模式下,電機速度由發送到電機的電壓量控制。但是要改變電機的速度(加速或減速)需要增加或減少電機扭矩,因此速度模式下也需要電流控制回路。當使用多個控制回路時,這些回路是級聯的,電流控制是最內層的回路,速度控制回路“圍繞”電流回路添加。當使用位置控制環時,它被添加到速度環周圍,形成最外層環。調諧是從內環到外環進行的,因此首先調諧電流環,然后是速度控制環,然后是位置控制環。


  許多先進的伺服控制器可以“即時”在控制模式之間切換——例如,在系統運行時從速度模式轉換到扭矩模式,而不會造成不穩定或中斷。速度控制回路從編碼器或旋轉變壓器獲得速度信息,以確定實際速度和指令速度之間的誤差,并使用該誤差來確定電機需要什么電流(扭矩)來糾正速度誤差。速度控制回路通常是一個PI控制器,在速度模式下運行的伺服系統有時包括平滑加速和減速的參數,以最大限度地減少加加速度的影響。


  使用速度模式的應用示例包括傳送帶跟蹤、分配和加工過程(例如研磨或拋光),其中電機負載會發生變化,但需要在整個過程中保持速度。


  三、當應用程序調用所有三個控制循環時


  伺服系統也可以在位置模式下運行,允許電機將負載移動到一個精確的位置,無論是相對于起始位置還是基于絕對位置。為了在伺服控制中實現位置模式,通常需要所有三個控制回路:扭矩、速度和位置。這是因為必須監控電機的速度以確定其位置,并且必須監控扭矩以確定電機需要多少電流才能達到指令位置,而不會出現下沖或過沖。位置控制回路使用PI或PID(比例-積分-微分)控制器。

此文關鍵字:扭矩模式和速度模式

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