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奥通课堂手把手教你伺服系统选型入门知识

发布时间:2023/4/11 15:36:50   

伺服系统(servomechanism)又称随动系统,是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。伺服系统使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)的任意变化的自动控制系统。伺服系统主要由三部分组成:运动控制卡(器),伺服驱动器和伺服电机。本文主要介绍伺服驱动器选型、伺服电机选型过程中的几个重要参数,提供伺服系统选型的入门知识。

01伺服驱动器简介

伺服驱动器(servodrives)又称为“伺服控制器”、“伺服放大器”,是用来控制伺服电机的一种控制器,属于伺服系统的一部分,主要应用于高精度的定位系统。一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制,实现高精度的传动系统定位。

伺服驱动器广泛应用于注塑机领域、纺织机械、包装机械、数控机床领域等。以奥通伺服驱动系统典型应用案例为参考:机器视觉金属材料分析实验室、电液伺服热压成型机。

机器视觉金属材料分析实验室

电液伺服热压成型机

广泛应用,选型依据

01系统需求分析,选择合适的伺服驱动器

如何选择一款合适的伺服驱动器满足工业需求呢?我们都知道,工业作业环境往往比较严苛,不仅受到供电电压、工作环境温度、作业环境的影响;同时根据生产需求,对系统的精密控制、和反馈都有着很强的要求,所以需要考虑的因素比较多,这里主要给大家介绍一下根据系统的要求选择。

A系统需求包括哪些因素?

主要参考以功率、控制方式、反馈类型、精度要求等指标,为选型定下方向。下面以奥通ATS20伺服驱动器为例,熟悉伺服驱动器选型的这几项重要参数:

奥通ATS20命名规则:选型参考

从命名规则参数表里面我们能很直观的看到,系列号、额定功率、输入电压、控制方式和编码器反馈类型等。一一给大家做个介绍:

产品系列号:

从系列号我们能够快速定位找到所对应的伺服驱动器型号。

额定功率和输入电压:

伺服驱动器不同功率段所需要的电压有所区别,中小功率段如w一般采用单相ACv,而大功率如22Kw伺服则采用三相ACv。

控制方式:

伺服驱动器有三种控制方式:力矩、速度、位置模式。这三种控制方式均可通过模拟、脉冲、总线的方式实现控制。实际应用中模拟多用于力矩模式的控制,在速度模式和位置模式下应用较少;位置模式可使用脉冲+方向(P+D)控制,实际应用还可能用到脉冲正交编码(A+B)方式进行控制。总线控制形式,比如Modbus/CANopen/EtherCAT等。

ATS20支持脉冲、Modbus/CANopen/EtherCAT

编码器反馈类型:

反馈元件,反馈传感器也是种类繁多,根据是否要做闭环,选择反馈传感器,编码器、测速电机、旋变等。如果系统中带有反馈元件,这时候在选择驱动器时就要考虑驱动器是否支持这种反馈,反馈种类,或者是反馈的信号输出形式。

其次是使用环境:

主要是考虑温度方面的影响,还有就是工况,是否需要防护罩等。

环境因素示例:熔铸厂环境温度高达40℃

ATS20支持宽温工作环境,-40℃~55℃

根据这些信息我们大致能选出与电机匹配的伺服驱动器,除此之外也就是前面说到的,安装尺寸是否合适等。

02选择合适的伺服电机

伺服电机(servomotor)是指在伺服系统中带动负载部件的动力装置,是一种补助马达间接变速装置。在自动控制系统中,用作执行元件,且具有机电时间常数小、线性度高等特性,可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。

A伺服电机选择主要因素?

1、电机的安装尺寸

可以参考设备之前所用哪个品牌伺服电机的安装,注意法兰、轴径、键槽尺寸、油封,是否带刹车等。

2、电机的最高转速

电机选择首先考虑电机的最高转速,电机转速应严格控制在电机的额定转速之内。

3、电机的额定扭矩

电机长时间工作的扭矩应严格控制在电机的额定扭矩的70-80%。允许短时间瞬间过载2-3倍持续1-2s。

实际伺服电机选型过程中,首先考虑电机的额定扭矩,其次是功率,最后是转速。

那么今天的介绍就到这里了,相信通过上面的介绍大家对伺服系统的选型有了基本的认识,希望通过这个文章,大家能在伺服系统选型过程中有所启发。



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