伺服电机三环控制是什么
伺服电机为了达到生产的精准控制,电机一般采用三环控制,这主要是为了使伺服电机系统形成闭环控制,所谓三环就是3个闭环负反馈PID调节系统。电压映射电流变化,电流映射转矩大小,转矩大小映射转速的变化,转速同时又映射了位置的变化,三环控制是考虑电气与物理融合。以达到非常精准,可靠的控制。
1.最内的PID环就是电流环,此环完全在伺服驱动器内部进行,通过霍尔装置检测驱动器给电机的各相的输出电流,负反馈给电流的设定进行PID调节,从而达到输出电流尽量接近等于设定电流,电流环就是控制电机转矩的,所以在转矩模式下驱动器的运算最小,动态响应最快。
2.第二环是速度环,通过检测的电机编码器的信号来进行负反馈PID调节,它的环内PID输出直接就是电流环的设定,所以速度环控制时就包含了速度环和电流环,换句话说任何模式都必须使用电流环,电流环是控制的根本,在速度和位置控制的同时系统实际也在进行电流(转矩)的控制以达到对速度和位置的相应控制。
3.第三环是位置环,它是最外环,可以在驱动器和电机编码器间构建也可以在外部控制器和电机编码器或最终负载间构建,要根据实际情况来定。由于位置控制环内部输出就是速度环的设定,位置控制模式下系统进行了所有3个环的运算,此时的系统运算量最大,动态响应速度也最慢。
伺服电机常见故障与维修方法如下:
一、电机上电,机械震荡(加/减速时)
引发此类故障的常见原因有:①脉冲编码器出现故障。此时应检查伺服系统是否稳定,电路板维修检测电流是否稳定,同时,速度检测单元反馈线端子上的电压是否在某几点电压下降,如有下降表明脉冲编码器不良,更换编码器;②脉冲编码器十字联轴节可能损坏,导致轴转速与检测到的速度不同步,更换联轴节;③测速发电机出现故障。修复,更换测速机。维修实践中,测速机电刷磨损、卡阻障碍较多,此时应拆下测速机的电刷,用纲砂纸打磨几下,同时清扫换向器的污垢,再重新装好。
二、电机上电,机械运动异常快速(飞车)
出现这种伺服整机系统故障,应在检查位置控制单元和速度控制单元的同时,还应检查:①脉冲编码器接线是否错误;②脉冲编码器联轴节是否损坏;③检查测速发电机端子是否接反和励磁信号线是否接错。一般这类现象应由专业的电路板维修技术人员处理,负责可能会造成更严重的后果。
三、主轴不能定向移动或定向移动不到位
出现这种伺服整机系统故障,应在检查定向控制电路的设置调整、检查定向板、主轴控制印刷电路板调整的同时,还应检查位置检测器(编码器)的输出波形是否正常来判断编码器的好坏(应注意在设备正常时测录编码器的正常输出波形,以便故障时查对)。
四、坐标轴进给时振动
应检查电机线圈、机械进给丝杠同电机的连接、伺服系统、脉冲编码器、联轴节、测速机。
五、出现NC错误报警
NC报警中因程序错误,操作错误引起的报警。如FANUC6ME系统的Nc出现090.091报警,原因可能是:①主电路故障和进给速度太低引起;②脉冲编码器不良;③脉冲编码器电源电压太低(此时调整电源15V电压,使主电路板的+5V端子上的电压值在4.95-5.10V内);④没有输入脉冲编码器的一转信号而不能正常执行参考返回。
六、伺服电机报警
伺服系统故障时常出现如下的报警号,如FANUC6ME系统的416、426、436、446、456伺服报警;STEMENS880系统的1364伺服报警;STEEMENS8系统的114、104的伺服报警,此时应检查:①轴脉冲编码器反馈信号断线、短路和信号丢失,用示渡器测A、B相一转信号,看其是否正常;②编码器内部故障,造成信号无法正确接收,检查其受到污染、太脏、变形等。
好了以上就是步进电机的开环控制设计方案
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