發(fā)布時間:2019-05-18
當(dāng)用戶在某些機(jī)械上使用伺服電機(jī)時,經(jīng)常會產(chǎn)生噪聲過大、電機(jī)驅(qū)動負(fù)載不穩(wěn)定等問題。當(dāng)這個問題發(fā)生時,許多用戶的第一反應(yīng)是伺服電機(jī)的質(zhì)量不好,因為有時用步進(jìn)電機(jī)或變頻電機(jī)來拖動負(fù)載,但噪聲和不穩(wěn)定性要小得多。表面上,這確實是伺服電機(jī)的原因,但仔細(xì)分析伺服電機(jī)的工作原理后,我們會發(fā)現(xiàn)這一結(jié)論是完全錯誤的。
伺服系統(tǒng)包括伺服驅(qū)動器、伺服電機(jī)和反饋傳感器(通用伺服電機(jī)附帶光學(xué)編碼器)。所有這些部件都在一個控制閉環(huán)系統(tǒng)中工作:驅(qū)動器從外部接收參數(shù)信息,然后將一定的電流傳送到步進(jìn)伺服電機(jī),將電機(jī)轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)矩來驅(qū)動負(fù)載。所述負(fù)載根據(jù)其自身的特性移動或減緩,傳感器測量所述負(fù)載的位置,以使驅(qū)動裝置將所述設(shè)定的信息值與所述實際的位置值進(jìn)行比較。通過改變電機(jī)電流,使實際位置值與設(shè)定的信息值一致。當(dāng)速度變化是由于負(fù)載的突然變化引起的,編碼器將立即反應(yīng)伺服驅(qū)動器時,速度變化是已知的。驅(qū)動器還通過改變提供給伺服電機(jī)的電流值來滿足負(fù)載變化,并返回到設(shè)定的速度。
伺服系統(tǒng)是一種響應(yīng)速度非常快的全封閉系統(tǒng)。負(fù)載波動和速度校正之間的時滯響應(yīng)非常快。此時,對系統(tǒng)響應(yīng)的真實響應(yīng)是機(jī)械連接裝置的傳輸時間。例如,機(jī)器使用伺服電機(jī)通過V形皮帶驅(qū)動恒定速度,大慣性負(fù)載。
整個系統(tǒng)需要獲得恒速、快速響應(yīng)的特性,并分析其動作過程:當(dāng)驅(qū)動器向電機(jī)發(fā)送電流時,電機(jī)立即產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩;首先,由于V帶是彈性的,負(fù)載不會像步進(jìn)電機(jī)那樣快速加速;伺服電機(jī)將達(dá)到設(shè)定的速度ad的負(fù)載,此時安裝在電機(jī)上的編碼器會減弱電流,然后。并削弱扭矩;隨著V型皮帶張力的增大,電機(jī)轉(zhuǎn)速將減慢,此時驅(qū)動器將增大電流,循環(huán)一次又一次。在這種情況下,系統(tǒng)振蕩,電機(jī)扭矩波動,負(fù)載速度隨之波動。當(dāng)然,結(jié)果是噪音、磨損和不穩(wěn)定。
降低了伺服系統(tǒng)的響應(yīng)速度,降低了伺服系統(tǒng)的控制帶寬,降低了伺服系統(tǒng)的增益參數(shù)值。這只是造成噪聲不穩(wěn)定性的原因之一。由于不同的原因,有不同的解決辦法。例如,在伺服方面可以采用機(jī)械共振、共振抑制、低通濾波等方法引起的噪聲。總之,產(chǎn)生噪聲和不穩(wěn)定性的原因基本上不是伺服電機(jī)本身造成的。