解碼伺服電機的控制：速度、轉(zhuǎn)矩和位置模式！
伺服電機是現(xiàn)代自動化和機械領(lǐng)域中的重要組成部分，用于精確控制運動、速度和位置。本文將深入探討伺服電機廠家的控制方法和選型步驟，幫助您更好地了解如何選擇和應(yīng)用伺服電機。
伺服電機的控制方法
伺服電機通常采用閉環(huán)控制系統(tǒng)，以確保高精度的運動控制。典型的伺服電機控制方法包括以下三個環(huán)路：
電流環(huán): 電流環(huán)是伺服電機內(nèi)部的一環(huán)，通過檢測電機各相的輸出電流，實時調(diào)整電流以控制電機的輸出轉(zhuǎn)矩。這有助于確保電機的動態(tài)響應(yīng)速度，尤其在轉(zhuǎn)矩模式下，電流環(huán)發(fā)揮關(guān)鍵作用。
位置環(huán): 位置環(huán)是外環(huán)，用于精確控制伺服電機的位置。它可以在驅(qū)動器和電機編碼器之間構(gòu)建，也可以在外部控制器和電機編碼器之間構(gòu)建。位置環(huán)負責(zé)確定速度環(huán)的設(shè)定，因此在位置控制模式下，系統(tǒng)執(zhí)行所有三個環(huán)的運算，這也導(dǎo)致系統(tǒng)運算量較大，但提供了更高的控制精度。
速度環(huán): 速度環(huán)通過檢測電機編碼器的信號來進行負反饋PID調(diào)節(jié)，其輸出直接用作電流環(huán)的設(shè)定。速度環(huán)包含速度和電流控制，任何模式都需要使用電流環(huán)。電流環(huán)是伺服電機控制的核心，它在速度和位置控制下都起到關(guān)鍵作用。
不同的應(yīng)用需要不同的控制模式：
速度模式: 速度模式通過模擬量輸入或脈沖頻率來控制轉(zhuǎn)動速度。在外環(huán)采用PID控制的情況下，速度模式還可用于定位，但需要提供位置反饋信號。這種模式廣泛用于需要快速速度控制的應(yīng)用。
轉(zhuǎn)矩控制: 轉(zhuǎn)矩控制通過外部模擬量輸入或直接的地址賦值來設(shè)定電機軸對外的輸出轉(zhuǎn)矩。這在對材質(zhì)受力有嚴格要求的應(yīng)用中很有用，例如纏繞和放卷設(shè)備。
位置控制: 位置控制模式通過外部輸入的脈沖頻率來確定轉(zhuǎn)動速度，同時通過脈沖的數(shù)量確定角度。這種模式用于需要高精度定位的應(yīng)用。
伺服電機的選型步驟
在選擇適合的伺服電機時，需要考慮多個因素，包括負載要求、加速度、機構(gòu)重量和運動條件。以下是選型步驟的詳細說明：
完成選定: 首先明確您的需求，確定需要的伺服電機類型和規(guī)格。
初選電機規(guī)格: 根據(jù)負載慣量和電機慣量初步選擇合適的電機規(guī)格。
計算加速和減速轉(zhuǎn)矩: 結(jié)合初選的電機規(guī)格，計算出加速和減速時所需的轉(zhuǎn)矩。
計算負載轉(zhuǎn)矩: 根據(jù)負載重量、機構(gòu)配置、摩擦系數(shù)和運行效率，計算負載所需的轉(zhuǎn)矩。
計算負載慣量: 根據(jù)運動條件的要求，計算出機構(gòu)的負載慣量。
計算連續(xù)瞬時轉(zhuǎn)矩: 根據(jù)負載轉(zhuǎn)矩、加速轉(zhuǎn)矩、減速轉(zhuǎn)矩以及保持轉(zhuǎn)矩，計算出連續(xù)和瞬時轉(zhuǎn)矩。
明確運動條件要求: 確定機構(gòu)的運動條件，包括加速度、運動速度、機構(gòu)的重量和運動方式。
驗證電機規(guī)格: 確保初選的電機的最大輸出轉(zhuǎn)矩大于加速和負載轉(zhuǎn)矩的要求。如果不符合條件，需要重新選擇電機規(guī)格。
驗證額定轉(zhuǎn)矩: 確保初選的電機的額定轉(zhuǎn)矩大于連續(xù)瞬時轉(zhuǎn)矩的要求。如果不符合條件，需要重新選擇電機規(guī)格。
綜合考慮上述因素，伺服電機的選擇將更加精確，以確保滿足特定應(yīng)用的需求。伺服電機廠家提供的技術(shù)規(guī)格和支持也是選擇合適產(chǎn)品的關(guān)鍵因素。通過正確的控制方法和選型步驟，伺服電機可實現(xiàn)高度精確的運動控制，廣泛應(yīng)用于自動化、機器人技術(shù)和工業(yè)自動化領(lǐng)域。
