伺服系统是一种自动控制系统,可以对机械的位置、速度和加速度进行精确控制,其主要由伺服电机和伺服驱动器组成。伺服系统的工作原理非常复杂,涉及到多个控制回路的配合。
伺服原理介绍中提到了伺服电机与伺服驱动器之间的反馈回路。这一部分主要包含四个关键的反馈回路:磁极回路、电流回路、速度回路和位置回路。
磁极回路主要用于检测伺服电机转子的磁极位置。因为交流伺服电机的转子是磁极,需要通过检测出磁极的N极和S极才能提供磁场给电机。在电机后面安装的编码器(Encoder)就是用来检测磁极的。通过检测出的磁极位置,再给电机提供对应的磁极。
电流回路主要是为了保护电机。当电机在驱动过程中因为负载产生扭矩,流进电机的电流会增大。如果电机电流过大,有可能会烧毁电机。因此,在电机输出位置安装了电流检测装置。一旦电机电流超过设定的电流值,就会切断伺服驱动器,以保护电机。
速度回路用于检测电机的旋转速度是否按照指令旋转。相对于控制装置所提供的指令,速度回路控制电机的旋转速度。
位置回路用于检测控制器输出的位置控制指令之后,伺服电机是否移动到指令位置。与位置指令值相比,当检测值过大或过小时,控制伺服电机移动其误差值的部分,以达到定位的目的。
接下来,控制系统的构成部分介绍了三种控制方式:开回路控制、半闭环控制和全闭环控制。
开回路控制是最简单的控制系统,由控制器输出指令信号,用来驱动电机按照指令值位移并且停止在指定的位置。
半闭环控制系统通过将位置或速度检测器安装在电机轴上,来取得位置反馈信号及速度反馈信号。
全闭环控制系统利用位置检测器,如光学尺等,直接将物体的位移量实时反馈到控制系统。
文章最后提到,根据不同的控制系统需求,在驱动器中有三种控制模式可供选择,分别是扭矩控制、速度控制和位置控制。扭矩控制模式下,电机的输出扭矩可以根据输入电压的大小进行控制。电流回路保证了电机不会因为过流而损坏。
这些就是伺服原理的基本知识点,涉及到了伺服系统的组成、工作原理以及控制方式等重要概念。伺服系统广泛应用于工业自动化领域,通过精确控制电机的运行来实现对机械的精确操控。伺服系统的性能直接影响到工业生产效率和产品质量,因此掌握伺服系统的相关知识对于工业自动化设备的优化具有重要意义。