交流伺服与变频技术及应用 工业和信息化高职高专十二五 规划教材立项项目 教学课件 ppt 作者 龚仲华 项目3.ppt

项目三、交流伺服产品与性能,任务一、了解交流伺服产品 一、交流伺服的分类 伺服：以物体的位置、方向、状态等作为控制量，追踪目标值的任意变化的控制机构（日本JIS标准） ☞ 简言之，伺服驱动是一种能够自动跟随目标位置变化的控制装置 作用： 按照要求的速度移动； 按照要求的位置定位控制对象：坐标轴位移（速度、方向和位置）； 执行机构：伺服电机； 本质：可以对输入脉冲信号进行功率放大的放大器——伺服放大器（亦称：驱动器、放大器、伺服单元等）通用伺服,特点： 通用灵活、控制容易、对控制装置无要求； 驱动器是独立部件，闭环位置控制通过驱动器本身实现，驱动器有独立的操作单元 CNC不能监控驱动器的工作状态、设定与优化驱动器参数，轮廓加工精度低（例外：作速度控制用）☺要点： 直接采用脉冲输入来控制电机位置和速度； 可以与任何形式的位置脉冲发生器，如CNC、PLC、计算机等配套使用； 可采用网络控制，但通信协议是通用与开放的，如：CC-Link、PROFIBUS等； 目前国产数控系统配套的都是通用伺服特点： 必须与CNC配套使用，无通用性； 一般采用网络控制，通信协议不对外部开放； 驱动器的参数设定、状态监控、调试与优化可直接利用CNC进行，驱动器一般无操作单元。

☺要点： 驱动器无位置控制功能，它只是伺服驱动的一部分，不能独立使用； 闭环位置控制通过CNC实现，CNC可以实时监控坐标轴的位置、速度等参数，并进行动态调节；轮廓控制精度高； 进口数控系统配套的都是专用伺服专用伺服,模拟伺服 控制量（电压、电流等）均为连续变化的模拟量； 以模拟电子线路、PID调节为主，无微处理器； 调整与设定不需要专门的调试仪器 ☞ 驱动器不能实现位置控制，它只是一种速度/转矩控制装置，亦称速度控制单元 数字伺服 控制量均为二进制形式的数字量； 以微处理器作基本控制器件，可实现多种运算功能； 必须配套操作单元或与通信接口，进行调整与设定 ☞ 驱动器可实现位置控制功能，是一种位置、速度、转矩控制装置二、伺服系统的结构 闭环控制的概念 特点：用给定和实际输出间的误差进行控制调节原理：输入不变时，如输出下降，则误差增大、调节器输出增加、控制量增加、输出增加；当输出上升时，误差减小、控制量减小，输出将减小 ☞ 总是能够使输出与输入一致半闭环：一般以伺服电机内置编码器作为物体位置检测元件，不能直接检测直线位置、速度 ☞ 参见P50、图3-1.3 特点： 只能对电机的转角进行闭环控制，由于伺服电机和丝杠为机械刚性联接，故可间接控制直线位移； 系统简单、设计方便、制造成本，是普通数控机床的常用结构； 电气与机械传动有明显分界，系统调试方便； 机械间隙、摩擦死区、刚度等非线性环节在闭环外，系统稳定性好；但控制精度较低。

全闭环：直接检测最终的直线位置、速度；直线轴一般采用光栅、回转轴采用编码器作为物体位置检测元件 ☞ 参见P50、图3-1.4 特点： 直接检测最终位置，可以自动补偿机械磨损、间隙，控制精度高、精度保持性好； 机械间隙、摩擦死区、刚度等非线性环节在闭环内，系统对部件的要求高，容易导致振荡； 电气与机械传动无明显分界，系统调试较为困难，制造成本较高三、常用产品简介 性能与比较,☞ 参见P51~P54任务二、熟悉ΣV系列伺服驱动,组成： 驱动器 + 伺服电机,一、ΣV 驱动器,主要技术参数： 控制功能：位置、速度、转矩 调速范围：15000 调速精度：≤±0.01% 频率响应：1600Hz 位置脉冲频率：最大4MHz（线驱动输入）； 最大200kHz（集电极开路输入） 位置脉冲类型：脉冲 +方向、90°差分信号、 正 /反转脉冲 速度/转矩给定：DC-12V~12V模拟电压,☞ 详见P58二、ΣV 伺服电机,常用系列,高速小惯量电机 SGMAV：1kW以下， ne /nmax = 3000/6000r/min SGMSV：1.5~7kW， ne /nmax = 3000/5000r/min,中惯量标准电机 SGMJV：0.75kW以下， ne /nmax = 3000/6000r/min SGMGV：0.3~7.5kW， ne /nmax = 1500/3000r/min 11~15kW， ne /nmax = 1500/2000r/min,内置编码器： 220增量/绝对编码器,☞ 详见P59，P63表3-2.6第8行错。

型号：,过载能力： 高速小惯量电机（SGMAV、SGMSV）：300% 中惯量标准电机（SGMJV）: 350% （SGMGV）: 300%,。