驅動器的簡介
伺服驅動器(servo drives)又稱為“伺服控制器”、“伺服放大器”,是用來控制伺服電機的一種控制器,其作用類似于變頻器作用于普通交流馬達,屬于伺服系統的一部分,主要應用于的定位系統。一般是通過位置、速度和力矩三種方式對伺服電機進行控制,實現的傳動系統定位,目前是傳動技術的產品。
伺服驅動器是現代運動控制的重要組成部分,被廣泛應用于工業機器人及數控加工中心等自動化設備中。尤其是應用于控制交流永磁同步電機的伺服驅動器已經成為國內外研究熱點。當前交流伺服驅動器設計中普遍采用基于矢量控制的電流、速度、位置3閉環控制算法。該算法中速度閉環設計合理與否,對于整個伺服控制系統,特別是速度控制性能的發揮起到關鍵作用 [1] 。
在伺服驅動器速度閉環中,電機轉子實時速度測量精度對于改善速度環的轉速控制動靜態特性至關重要。為尋求測量精度與系統成本的平衡,一般采用增量式光電編碼器作為測速傳感器,與其對應的常用測速方法為M/T測速法。M/T測速法雖然具有一定的測量精度和較寬的測量范圍,但這種方法有其固有的缺陷,主要包括:1)測速周期內檢測到至少一個完整的碼盤脈沖,限制了低可測轉速;2)用于測速的2個控制系統定時器開關難以嚴格保持同步,在速度變化較大的測量場合中無法測速精度。因此應用該測速法的傳統速度環設計方案難以提高伺服驅動器速度跟隨與控制性能
驅動器工作原理編輯
目前主流的伺服驅動器均采用數字信號處理器(DSP)作為控制核心,
可以實現比較復雜的控制算法,實現數字化、網絡化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模塊(IPM)為核心設計的驅動電路,IPM內部集成了驅動電路,同時具有過電壓、過電流、過熱、欠壓等故障檢測保護電路,在主回路中還加入軟啟動電路,以減小啟動過程對驅動器的沖擊。功率驅動單先通過三相全橋整流電路對輸入的三相電或者市電進行整流,得到相應的直流電。經過整流好的三相電或市電,再通過三相正弦PWM電壓型逆變器變頻來驅動三相永磁式同步交流伺服電機。功率驅動單元的整個過程可以簡單的說就是AC-DC-AC的過程。整流單元(AC-DC)主要的拓撲電路是三相全橋不控整流電路。
隨著伺服系統的大規模應用,伺服驅動器使用、伺服驅動器調試、伺服驅動器維修都是伺服驅動器在當今比較重要的技術課題,越來越多工控技術服務商對伺服驅動器進行了技術深層次研究。
伺服驅動器是現代運動控制的重要組成部分,被廣泛應用于工業機器人及數控加工中心等自動化設備中。尤其是應用于控制交流永磁同步電機的伺服驅動器已經成為國內外研究熱點。當前交流伺服驅動器設計中普遍采用基于矢量控制的電流、速度、位置3閉環控制算法。該算法中速度閉環設計合理與否,對于整個伺服控制系統,特別是速度控制性能的發揮起到關鍵作用。
要想了解軟盤和光盤中的信息,就把他們分別插入到軟盤驅動器和光盤驅動器中,供計算機對上面的數據信息進行識別和處理。
軟盤驅動器和光盤驅動器都位于機箱中,只把它們的"嘴巴"露在外面,隨時準備"吃進"軟盤和光盤。
至于硬盤,由于它是不可移動的,所以被固定于驅動器之中,也就是說,硬盤和硬盤驅動器是一體的。將軟盤插入軟盤驅動器時要注意方向,3.5英寸盤在插入時應該使轉軸面向下,金屬片朝前,聽到驅動器口下方的彈出按鈕"喀噠"一聲彈出,說明軟盤插好了。
取出時,應該先按一下彈出按鈕,軟盤會自動彈出一部分,接著將軟盤抽出。時下,使用5.2英寸盤的人越來越少,計算機上已很少安裝5.2英寸軟盤驅動器。 值得注意的是,軟盤驅動器的上方或下方有一個小小的指示燈,當指示燈亮時,說明計算機正在讀或寫這個驅動器內的軟盤,硬盤驅動器的指示燈也位于主機箱前面板上,指示燈亮時,表明計算機正在讀或寫硬盤。
驅動器指示燈亮時,不能取出相應驅動器內的軟盤或關機,否則可能會對磁盤造成損壞。
一臺計算機可能有不止一個軟、硬盤驅動器,怎樣區別它們呢?我們采取給驅動器取名字的辦法。驅動器的名字都是用單個的英文字母表示的,用A和B來表示軟盤驅動器,用C、D、E來表示硬盤驅動器,光盤驅動器一般用字母H來表示。這樣,就有了我們常說的"A驅、B驅、C驅、D驅",每臺計算機一般只有一個光盤驅動器,所以經常簡稱之為"光驅"。
作用
驅動器在整個控制環節中,正好處于主控制箱(MAIN CONTROLLER)-->驅動器(DRIVER)-->馬達(MOTOR)的中間換節。他的主要功能是接收來自主控制箱(NC CARD)的信號,然后將信號進行處理再轉移至馬達以及和馬達有關的感應器(SENSOR),并且將馬達的工作情況反饋至主控制箱(MAIN CONTROLLER)。
編碼器如以信號原理來分,有增量型編碼器,型編碼器。
增 量 型 編 碼 器 (旋轉型)
工作原理:
由一個中心有軸的光電碼盤,其上有環形通、暗的刻線,有光電發射和接收器件讀取,獲得四組正弦波信號組合成A、B、C、D,每個正弦波相差90度相位差(相對于一個周波為360度),將C、D信號反向,疊加在A、B兩相上,可增強穩定信號;另每轉輸出一個Z相脈沖以代表零位參考位。
由于A、B兩相相差90度,可通過比較A相在前還是B相在前,以判別編碼器的正轉與反轉,通過零位脈沖,可獲得編碼器的零位參考位。
編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑料,玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線,其熱穩定性好,精度高,金屬碼盤直接以通和不通刻線,不易碎,但由于金屬有一定的厚度,精度就有限制,其熱穩定性就要比玻璃的差一個數量級,塑料碼盤是經濟型的,其成本低,但精度、熱穩定性、壽命均要差一些。
分辨率—編碼器以每旋轉360度提供多少的通或暗刻線稱為分辨率,也稱解析分度、或直接稱多少線,一般在每轉分度5~10000線。
信號輸出:
信號輸出有正弦波(電流或電壓),方波(TTL、HTL),集電極開路(PNP、NPN),推拉式多種形式,其中TTL為長線差分驅動(對稱A,A-;B,B-;Z,Z-),HTL也稱推拉式、推挽式輸出,編碼器的信號接收設備接口應與編碼器對應。
信號連接—編碼器的脈沖信號一般連接計數器、PLC、計算機,PLC和計算機連接的模塊有低速模塊與高速模塊之分,開關頻率有低有高。
如單相聯接,用于單方向計數,單方向測速。
A.B兩相聯接,用于正反向計數、判斷正反向和測速。
A、B、Z三相聯接,用于帶參考位修正的位置測量。
A、A-,B、B-,Z、Z-連接,由于帶有對稱負信號的連接,電流對于電纜貢獻的電磁場為0,衰減小,抗干擾佳,可傳輸較遠的距離。
對于TTL的帶有對稱負信號輸出的編碼器,信號傳輸距離可達150米。
對于HTL的帶有對稱負信號輸出的編碼器,信號傳輸距離可達300米。
增量式編碼器的問題:
增量型編碼器存在零點累計誤差,抗干擾較差,接收設備的停機需斷電記憶,開機應找零或參考位等問題,這些問題如選用型編碼器可以解決?! ?br />
增量型編碼器的一般應用:
測速,測轉動方向,測移動角度、距離(相對)?! ?br />
型編碼器(旋轉型)
編碼器光碼盤上有許多道光通道刻線,每道刻線依次以2線、4線、8線、16 線……編排,這樣,在編碼器的每一個位置,通過讀取每道刻線的通、暗,獲得一組從2的零次方到2的n-1次方的的2進制編碼(格雷碼),這就稱為n位編碼器。這樣的編碼器是由光電碼盤的機械位置決定的,它不受停電、干擾的影響?! ?br />
編碼器由機械位置決定的每個位置是的,它無需記憶,無需找參考點,而且不用一直計數,什么時候需要知道位置,什么時候就去讀取它的位置。這樣,編碼器的抗干擾特性、數據的可靠性大大提高了?! ?br />
從單圈值編碼器到多圈值編碼器
旋轉單圈值編碼器,以轉動中測量光電碼盤各道刻線,以獲取的編碼,當轉動超過360度時,編碼又回到原點,這樣就不符合編碼的原則,這樣的編碼只能用于旋轉范圍360度以內的測量,稱為單圈值編碼器?! ?br />
如果要測量旋轉超過360度范圍,就要用到多圈值編碼器?! ?br />
編碼器生產廠家運用鐘表齒輪機械的原理,當中心碼盤旋轉時,通過齒輪傳動另一組碼盤(或多組齒輪,多組碼盤),在單圈編碼的基礎上再增加圈數的編碼,以擴大編碼器的測量范圍,這樣的編碼器就稱為多圈式編碼器,它同樣是由機械位置確定編碼,每個位置編碼不重復,而無需記憶。
多圈編碼器另一個優點是由于測量范圍大,實際使用往往富裕較多,這樣在安裝時不必要費勁找零點, 將某一中間位置作為起始點就可以了,而大大簡化了安裝調試難度。
編碼器的作用:編碼器是一種將旋轉位移轉換成一串數字脈沖信號的旋轉式傳感器,這些脈沖能用來控制角位移,如果編碼器與齒輪條或螺旋絲杠結合在一起,也可用于測量直線位移。
1、編碼器(encoder)是將信號(如比特流)或數據進行編制、轉換為可用以通訊、傳輸和存儲的信號形式的設備。編碼器把角位移或直線位移轉換成電信號,前者稱為碼盤,后者稱為碼尺。
2、按照讀出方式編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種;按照工作原理編碼器可分為增量式和式兩類。增量式編碼器是將位移轉換成周期性的電信號,再把這個電信號轉變成計數脈沖,用脈沖的個數表示位移的大小。式編碼器的每一個位置對應一個確定的數字碼,因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關,而與測量的中間過程無關。
工作原理編輯
由一個中心有軸的光電碼盤,其上有環形通、暗的刻線,有光電發射和接收器件讀取,獲得四組正弦波信號組合成A、B、C、D,每個正弦波相差90度相位差(相對于一個周波為360度),將C、D信號反向,疊加在A、B兩相上,可增強穩定信號;另每轉輸出一個Z相脈沖以代表零位參考位。
由于A、B兩相相差90度,可通過比較A相在前還是B相在前,以判別編碼器的正轉與反轉,通過零位脈沖,可獲得編碼器的零位參考位。編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑料,玻璃碼盤是在玻璃上沉積很薄的刻線,其熱穩定性好,精度高,金屬碼盤直接以通和不通刻線,不易碎,但由于金屬有一定的厚度,精度就有限制,其熱穩定性就要比玻璃的差一個數量級,塑料碼盤是經濟型的,其成本低,但精度、熱穩定性、壽命均要差一些。
分辨率—編碼器以每旋轉360度提供多少的通或暗刻線稱為分辨率,也稱解析分度、或直接稱多少線,一般在每轉分度5~10000線。
選型注意編輯
應注意三方面的參數:
1、機械安裝尺寸:包括定位止口,軸徑,安裝孔位;電纜出線方式;安裝空間體積;工作環境防護等級是否滿足要求。
2、分辨率:即編碼器工作時每圈輸出的脈沖數,是否滿足設計使用精度要求。
3、電氣接口:編碼器輸出方式常見有推拉輸出(F型HTL格式),電壓輸出(E),集電極開路(C,常見C為NPN型管輸出,C2為PNP型管輸出),長線驅動器輸出。其輸出方式應和其控制系統的接口電路相匹配。
優缺點編輯
光電編碼器
優點:體積小,精密,本身分辨度可以很高,無接觸無磨損;同一品種既可檢測角度位移,又可在機械轉換裝置幫助下檢測直線位移;多圈光電編碼器可以檢測相當長量程的直線位移(如25位多圈)。壽命長,安裝隨意,接口形式豐富,價格合理。成熟技術,多年前已在國內外得到廣泛應用。
缺點:精密但對戶外及惡劣環境下使用提出較高的保護要求;量測直線位移需依賴機械裝置轉換,需消除機械間隙帶來的誤差;檢測軌道運行物體難以克服滑差。
靜磁柵編碼器
優點:體積適中,直接測量直線位移,數字編碼,理論量程沒有限制;無接觸無磨損,抗惡劣環境,可水下1000米使用;接口形式豐富,量測方式多樣;價格尚能接受。
缺點:分辨度1mm不高;測量直線和角度要使用不同品種;不適于在精小處實施位移檢測(大于260毫米)。
編碼器可按以下方式來分類。
1、按碼盤的刻孔方式不同分類
(1)增量型:就是每轉過單位的角度就發出一個脈沖信號(也有發正余弦信號,然后對其進行細分,斬波出頻率更高的脈沖),通常為A相、B相、Z相輸出,A相、B相為相互延遲1/4周期的脈沖輸出,根據延遲關系可以區別正反轉,而且通過取A相、B相的上升和下降沿可以進行2或4倍頻;Z相為單圈脈沖,即每圈發出一個脈沖。
(2)值型:就是對應一圈,每個基準的角度發出一個與該角度對應二進制的數值,通過外部記圈器件可以進行多個位置的記錄和測量。
2、按信號的輸出類型分為:電壓輸出、集電極開路輸出、推拉互補輸出和長線驅動輸出。
3、以編碼器機械安裝形式分類
(1)有軸型:有軸型又可分為夾緊法蘭型、同步法蘭型和伺服安裝型等。
(2)軸套型:軸套型又可分為半空型、全空型和大口徑型等。
4、以編碼器工作原理可分為:光電式、磁電式和觸點電刷式。
常見故障編輯
1、編碼器本身故障:是指編碼器本身元器件出現故障,導致其不能產生和輸出正確的波形。這種情況下需更換編碼器或維修其內部器件。
2、編碼器連接電纜故障:這種故障出現的幾率 高,維修中經常遇到,應是考慮的因素。通常為編碼器電纜斷路、短路或接觸不良,這時需更換電纜或接頭。還應特別注意是否是由于電纜固定不緊,造成松動引起開焊或斷路,這時需卡緊電纜。
3、編碼器+5V電源下降:是指+5V電源過低, 通常不能低于4.75V,造成過低的原因是供電電源故障或電源傳送電纜阻值偏大而引起損耗,這時需檢修電源或更換電纜。
4、式編碼器電池電壓下降:這種故障通常有含義明確的報警,這時需更換電池,如果參考點位置記憶丟失,還須執行重回參考點操作。
5、編碼器電纜屏蔽線未接或脫落:這會引入干擾信號,使波形不穩定,影響通信的準確性,屏蔽線可靠的焊接及接地。
6、編碼器安裝松動:這種故障會影響位置控制 精度,造成停止和移動中位置偏差量超差,甚至剛一開機即產生伺服系統過載報警,請特別注意。
7、光柵污染 這會使信號輸出幅度下降,用脫脂棉沾無水酒精輕輕擦除油污。
安裝使用編輯
型旋轉編碼器的機械安裝使用:
型旋轉編碼器的機械安裝有高速端安裝、低速端安裝、輔助機械裝置安裝等多種形式。
高速端安裝:安裝于動力馬達轉軸端(或齒輪連接),此方法優點是分辨率高,由于多圈編碼器有4096圈,馬達轉動圈數在此量程范圍內,可充分用足量程而提高分辨率,缺點是運動物體通過減速齒輪后,來回程有齒輪間隙誤差,一般用于單向控制定位,例如軋鋼的輥縫控制。另外編碼器直接安裝于高速端,馬達抖動須較小,不然易損壞編碼器。
低速端安裝:安裝于減速齒輪后,如卷揚鋼絲繩卷筒的軸端或后一節減速齒輪軸端,此方法已無齒輪來回程間隙,測量較直接,精度較高,此方法一般測量長距離定位,例如各種提升設備,送料小車定位等。
輔助機械安裝:
常用的有齒輪齒條、鏈條皮帶、摩擦轉輪、收繩機械等。
接線方法編輯
旋轉編碼器是一種光電式旋轉測量裝置,它將被測的角位移直接轉換成數字信號(高速脈沖信號)。
編碼器如以信號原理來分,有增量型編碼器,型編碼器。
我們通常用的是增量型編碼器,可將旋轉編碼器的輸出脈沖信號直接輸入給PLC,利用PLC的高速計數器對其脈沖信號進行計數,以獲得測量結果。不同型號的旋轉編碼器,其輸出脈沖的相數也不同,有的旋轉編碼器輸出A、B、Z三相脈沖,有的只有A、B相兩相,簡單的只有A相。
編碼器有5條引線,其中3條是脈沖輸出線,1條是COM端線,1條是電源線(OC門輸出型)。編碼器的電源可以是外接電源,也可直接使用PLC的DC24V電源。電源“-”端要與編碼器的COM端連接,“+ ”與編碼器的電源端連接。編碼器的COM端與PLC輸入COM端連接,A、B、Z兩相脈沖輸出線直接與PLC的輸入端連接,A、B為相差90度的脈沖,Z相信號在編碼器旋轉一圈只有一個脈沖,通常用來做零點的依據,連接時要注意PLC輸入的響應時間。旋轉編碼器還有一條屏蔽線,使用時要將屏蔽線接地,提高抗干擾性。
SEW減速機安裝注意事項
安裝SEW減速機時,應重視傳動中心軸線對中,其誤差不得大于所用聯軸器的使用補償量。對中良好能延長使用壽命,并獲得理想的傳動效率。在輸出軸上安裝傳動件時不允許 用錘子敲擊,通常利用裝配夾具和軸端的內螺紋,用螺栓將傳動件壓入,否則有可能造成SEW減速機內部零件的損壞。好不采用鋼性固定式聯軸器,因該類聯軸器安裝不當,會引起不必要的外加載荷,以致造成軸承的早期損壞嚴重時甚至造成輸出軸的斷裂。
SEW減速機應牢固地安裝在穩定水平的基礎或底座上,排油槽的油應能排除,且冷卻空氣循環流暢?;A不可靠,運轉時會引起振動及噪聲,并促使軸承及齒輪受損。當傳動聯接件有物或采用齒輪、鏈輪傳動時,應考慮加裝防護裝置,輸出軸上承受較大的徑向載荷時,應選用加強型。
按規定的安裝裝置工作人員能方便地靠近油標,通氣塞、排油塞。安裝就位后,應按次序全面檢查安裝位置的準確性,各緊固件壓緊的可靠性, 安裝后應能靈活轉動。SEW減速機采用油池飛濺潤滑,在運行前用戶需將通氣孔的螺塞取下, 換上通氣塞。按不同的安 裝位置,并打開油位塞螺釘檢查油位線的高度,從油位塞處加油至潤滑油從油位塞螺孔溢出為止,擰上 油位塞確定無誤后,方可進行 空載試運轉,時間不得少于2小時。運轉應平穩,無沖擊、振動、雜音及滲漏油現象,發現異常應及時排除。經過一定時期應再檢查油位,以防止機殼可能造成的泄漏,如環境溫度過高或過低時,可改變潤滑油的牌號。
三、SEW減速機的檢查與維護
新投入運行的SEW減速機,出廠時已注入GB/T5903中的L-CKC100~L-CKC220中極壓工業齒輪油,在運轉200~300小時后, 應進行次換油,在以后的使用中應定期檢查油的質量,對于混入雜質或變質的油須及時更換。 一般情況下,對于長起連續工作的SEW減速機,按運行5000小時或每年一次更換新油,長期停用的SEW減速機,在重新運轉之前亦應更換新油SEW減速機應加入與原來牌號相同的油,不得與不同牌號的油相混用,牌號相同而粘度不同的油允許混合使用。換油時要等待SEW減速機冷卻下來無燃燒危險為止,但仍應保持溫熱,因為完全冷卻后,油的粘度增大,放油困難。注意:要切斷傳動 裝置電源,防止無意間通電工作中,當發現油溫溫升超過80℃或油池溫度超過100℃及產生不正常的噪聲等現象時應停止使用,檢查原因,排除故障,更換潤滑油后,方可繼續運轉。用戶應有合理的使用維護規章制度,對SEW減速機的運轉情況和檢驗中發現的問題應作認真記錄,上述規定應嚴格執行。
接觸器分為交流接觸器電壓ac和直流接觸器電壓dc,它應用于電力、配電與用電場合。在電工學上,因為可快速切斷交流與直流主回路和可頻繁地接通與大電流控制達800a電路的裝置,所以經常運用于電動機做為控制對象﹐也可用作控制工廠設備﹑電熱器﹑工作母機和各樣電力機組等電力負載,接觸器不僅能接通和切斷電路,而且還具有低電壓釋放保護作用。接觸器控制容量大,適用于頻繁操作和遠距離控制,是自動控制系統中的重要元件之一。小編根據各進口接觸器的品牌度、質量水平、服務、創新能力、消費者口碑等指標進行綜合評選,發布了本榜單數據,此榜單僅供方便用戶找到好的品牌參考使用。