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《交流伺服系統(tǒng)種類簡介》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、伺服系統(tǒng)基本概念???系統(tǒng)定義???伺服系統(tǒng)—是使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(或給定值)的任意變化的自動控制系統(tǒng)。???伺服的主要任務是按控制命令的要求，對功率進行放大、變換與調(diào)控等處理，使驅動裝置輸出的力矩、速度和位置控制得非常靈活方便。???系統(tǒng)組成???伺服系統(tǒng)如圖1所示，是具有反饋的閉環(huán)自動控制系統(tǒng)。它由位置監(jiān)測部分、誤差放大部分、執(zhí)行部分及被控對象組成。?圖1:伺服驅動自控系統(tǒng)的組成???性能要求???伺服系統(tǒng)必須具備可控性良好，穩(wěn)定性高和響應快等基本性能。說明一下，可控性好是指訊號消失以后，能立即自行停轉;穩(wěn)定性高是指轉速隨轉矩
2、的增加而勻速下降;響應快是指反應快、靈敏、響態(tài)品質(zhì)好。???系統(tǒng)分類???通常根據(jù)伺服驅動機的種類來分類，有電氣式、油壓式或電氣-油壓式三種。???伺服系統(tǒng)若按功能來分，則有計量伺服和功率伺服系統(tǒng);模擬伺服和功率伺服系統(tǒng);位置伺服和加速度伺服系統(tǒng)等。???電氣式伺服系統(tǒng)根據(jù)電氣信號可分為DC直流伺服系統(tǒng)和AC交流伺服系統(tǒng)兩大類。AC交流伺服系統(tǒng)又有異步電機伺服系統(tǒng)和同步電機伺服系統(tǒng)兩種。???這里只討論電氣式伺服系統(tǒng)中的一種—交流永磁同步電機伺服系統(tǒng)。???交流永磁同步電機伺服系統(tǒng)???伺服驅動系統(tǒng)能夠忠實地跟隨控制命令而動作，例如數(shù)控機床和工業(yè)機人，伺服驅動技術
3、對產(chǎn)品的性能有重要影響，甚至起關鍵作用。故需進一步認識伺服驅動系統(tǒng)在其中的地位和作用。???AC伺服系統(tǒng)???電氣伺服技術應用最廣，主要原因是控制方便，靈活，容易獲得驅動能源，沒有公害污染，維護也比較容易。特別是隨著電子技術和計算機軟件技術的發(fā)展，它為電氣伺服技術的發(fā)展提供了廣闊的前景。???早在70年代，小慣量的伺服直流電動機已經(jīng)實用化了。到了70年代末期交流伺服系統(tǒng)開始發(fā)展，逐步實用化，AC伺服電動機的應用越來越廣,并且還有取代DC伺服系統(tǒng)的趨勢成為電氣伺服系統(tǒng)的主流。???在AC伺服系統(tǒng)中，可分為同步和異步型AC伺服系統(tǒng)兩種。???永磁轉子的同步伺服電動機由
4、于永磁材料不斷提高，價格不斷下降，控制又比異步電機簡單，容易實現(xiàn)高性能的緣故，所以永磁同步電機的AC伺服系統(tǒng)應用更為廣泛。???目前，在交流同步伺服驅動系統(tǒng)中，普通應用的交流永磁同步伺服電動機有兩大類。一類稱為無刷直流電動機，它要求將方波電流直入定子繞組，詳見參改文獻;另一類稱為三相永磁同步電動機，它要求輸入定子繞組的電源仍然是三相正弦波形，詳見參改文獻[2]。前者簡稱為BLDCM電機，后者簡稱PMSM電機。???以數(shù)控機床為例看AC永磁同步機伺服系統(tǒng)???系統(tǒng)由計算機數(shù)字控制(CNC)、伺服驅動器(SD)、永磁同步伺服電動機(SM)及位置(速度)傳感器(S)等組
5、成。CNC用來存儲零件加工程序、進行各種插補運算和軟件實時控制，向各坐標軸的伺服驅動系統(tǒng)發(fā)出各種控制命令。SD和SM接收到CNC的控制命令后，快速平滑調(diào)節(jié)運動速度并精確地進行位置控制。S代表位置和速度傳感器(或檢測器)。???目前AC伺服系統(tǒng)常用的位置和速度檢測器有光電式和電磁式兩種。例如光電編碼器、磁編碼器、旋轉變壓器(BR)以及多轉式絕對值編碼器。后面兩種，可作多種檢測功能應用，既可檢測系統(tǒng)位置和轉子速度，又可檢測系統(tǒng)位置和轉子速度，又可檢測轉子磁極位置。它堅固耐用，不怕震動，耐高溫，惟存在信號處理電路復雜缺點。?圖2:數(shù)控機床伺服控制系統(tǒng)???無刷直流電動機
6、(BL、DCM)中轉子磁極位置檢測方法，一般都做到無接觸式，常用的有電磁式、光電式和間接檢測方式。???·直接式???電磁式:差動變壓器式、接近開關式;???磁敏式:霍爾元件集成電路及?？????光電式:簡單光電式(光敏晶體管)、絕對式光電編碼盤、增量式光電編碼盤。???·間接式???利用電樞繞組的感應電動勢(電壓)間接檢測轉子磁極位置,它用于精度要求不高的場合。???數(shù)控機床用于精密機械加工，所以對伺服系統(tǒng)的動態(tài)和靜態(tài)精度有很高的要求，并具有寬廣的調(diào)速范圍和定位精度而和工業(yè)機器人的伺服系統(tǒng)結構類似，但伺機服電動機SM作為工業(yè)機器人手臂和腰、腿的驅動執(zhí)行元件，要求
7、其體積小，重量輕，且能產(chǎn)生大轉矩。又由于工業(yè)機器人不同的運動姿態(tài)，伺服電機軸上慣量和力矩將發(fā)生很大變化，因此，適應性有更高要求。????交流永磁同步電動機AC伺服系統(tǒng)?圖3:永磁同步電動機AC伺服系統(tǒng)的組成???圖3是交流永磁同步電動機AC伺服系統(tǒng)。它由永磁同步伺服電動機SM1速度和位置傳感器BR、PWM功率逆變器UI以及具有PI功能的速度控制器ASR和電流控制器ACR等部分組成。???AC伺服系統(tǒng)工作原理如下:速度指令和速度反饋信號在ASR速度控制器的輸入端比較，ASR輸出信號為電流指令信號在乘法器中相乘就得到交流電流指令。交流電流指令值與電流反饋信號相比較后，
8、差值送入A
