深圳市日弘忠信電器有限公司主營(yíng)：松下伺服電機(jī),SK減速機(jī),禾川伺服電機(jī)

大家可否知道松下伺服電機(jī)的三環(huán)?接下來(lái)由日弘有限公司技術(shù)人員為大家講講有關(guān)松下伺服電機(jī)的三環(huán)，一起來(lái)瞧瞧：

速度環(huán)

伺服電機(jī)的速度環(huán)輸入就是位置環(huán)PID調(diào)節(jié)后的輸出以及位置設(shè)定的前饋值，我們稱為“速度設(shè)定”，這個(gè)“速度設(shè)定”和“速度環(huán)反饋”值進(jìn)行比較后的差值在速度環(huán)做PID調(diào)節(jié)(主要是比例增益和積分處理)后輸出就是上面講 到的“電流環(huán)的給定”。速度環(huán)的反饋來(lái)自于編碼器的反饋后的值經(jīng)過(guò)“速度運(yùn)算器”得到的。

位置環(huán)

伺服電機(jī)位置環(huán)輸入就是外部的脈沖(通常情況下，直接寫數(shù)據(jù)到驅(qū)動(dòng)器地址的伺服例外)，外部的脈沖過(guò)平滑濾波處理和電子齒輪計(jì)算后作為“位置環(huán)的設(shè)定”。

電流環(huán)

電流環(huán)的輸入是速度環(huán)PID調(diào)節(jié)后的那個(gè)輸出，我們稱為“電流環(huán)給定”吧，然后呢就是電流環(huán)的這個(gè)給定和“電流環(huán)的反饋”值進(jìn)行比較后的差值在電流環(huán)內(nèi)做PID調(diào)節(jié)輸出給伺服電機(jī)，“電流環(huán)的輸出”就是電機(jī)的每相的相電流，“電流環(huán)的反饋”不是編碼器的反饋而是在驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部安裝在每相的霍爾元件(磁場(chǎng)感應(yīng)變?yōu)殡娏麟妷?信號(hào))反饋給電流環(huán)的。

慣量對(duì)伺服電機(jī)運(yùn)行有影響嗎?

眾所周知，慣量，是伺服電機(jī)中的一項(xiàng)重要指標(biāo)。但是，也有不少的朋友認(rèn)為，慣量其實(shí)并不影響伺服電機(jī)的運(yùn)行，它主要的影響可能就是高慣量和低慣量的區(qū)別，對(duì)于實(shí)際的運(yùn)行影響其實(shí)并不大。那么慣量對(duì)伺服電機(jī)運(yùn)行有影響嗎?

答案是：有的。

      伺服電機(jī)的慣量指的是轉(zhuǎn)子本身的慣量，對(duì)于電機(jī)的加減速來(lái)說(shuō)相當(dāng)重要。慣性大小與物質(zhì)質(zhì)量相應(yīng)慣量J= ∫ r^2 dm其中r為轉(zhuǎn)動(dòng)半徑，m為剛體質(zhì)量慣量。

慣量就是剛體繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的慣性的度量，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是表征剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣性大小的物理量。它與剛體的質(zhì)量、質(zhì)量相對(duì)于轉(zhuǎn)軸的分布有關(guān)。(剛體是指 理想狀態(tài)下的不會(huì)有任何變化的物體),選擇的時(shí)候遇到電機(jī)慣量，也是伺服電機(jī)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。它指的是伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子本身的慣量，對(duì)于電機(jī)的加減速來(lái)說(shuō)相當(dāng)重要。如果不能很好的匹配慣量,電機(jī)的動(dòng)作會(huì)很不平穩(wěn)。

慣量對(duì)伺服電機(jī)運(yùn)行的影響：

伺服電機(jī)軸上的負(fù)載慣量大小，對(duì)電機(jī)的靈敏度和整個(gè)伺服系統(tǒng)的精度將產(chǎn)生很大的影響，通常，當(dāng)負(fù)載小于電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量時(shí)，上述影響不大。但當(dāng)負(fù)載慣量達(dá)到甚至超過(guò)轉(zhuǎn)子慣量的5倍時(shí)，會(huì)使伺服放大器不能在正常調(diào)節(jié)范圍內(nèi)工作。所以對(duì)這類慣量應(yīng)避免使用。所以在設(shè)計(jì)負(fù)載時(shí)，應(yīng)盡可能地減小體積和重量。

像我們?cè)谒欧到y(tǒng)選型及調(diào)試中，常會(huì)碰到慣量問(wèn)題。其具體表現(xiàn)為：在伺服系統(tǒng)選型時(shí)，除考慮電機(jī)的扭矩和額定速度等等因素外，我們還需要先計(jì)算得知機(jī)械系統(tǒng)換算到電機(jī)軸的慣量，再根據(jù)機(jī)械的實(shí)際動(dòng)作要求及加工件質(zhì)量要求來(lái)具體選擇具有合適慣量大小的電機(jī)。在調(diào)試時(shí)，正確設(shè)定慣量比參數(shù)是充分發(fā)揮機(jī)械及伺服系統(tǒng)效能的前提。此點(diǎn)在要求高速高精度的系統(tǒng)上表現(xiàn)尤為突出，這樣，就有了慣量匹配的問(wèn)題。

      慣量與伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量之比接近一或較小。當(dāng)負(fù)載慣量確實(shí)很大，機(jī)械設(shè)計(jì)不可能使負(fù)載慣量與伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量之比小于五倍時(shí)，則可使用伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量較大的電機(jī)，即所謂的大慣量電機(jī)。使用大慣量的電機(jī)，要達(dá)到一定的響應(yīng)，驅(qū)動(dòng)器的容量應(yīng)要大一些。

如何使松下伺服電機(jī)體積迅速膨脹?

     松下伺服電機(jī)一般不具有過(guò)載能力，具有速度過(guò)載和轉(zhuǎn)矩過(guò)載能力，其較大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的三倍。交流伺服電機(jī)具有較強(qiáng)的過(guò)載能力。以松下交流伺服系統(tǒng)為例。可用于克服慣性負(fù)載在啟動(dòng)瞬間的慣性力矩。步進(jìn)電機(jī)因?yàn)闆](méi)有這種過(guò)載能力，選型時(shí)為了克服這種慣性力矩，往往需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電機(jī)，而機(jī)器在正常工作期間又不需要那么大的轉(zhuǎn)矩，便出現(xiàn)了力矩浪費(fèi)的現(xiàn)象。

      因此，松下伺服電機(jī)的形式很多，但其工作原理都基于電磁感應(yīng)定律和電磁力定律。其構(gòu)造的一般原則是用適當(dāng)?shù)膶?dǎo)磁和導(dǎo)電資料構(gòu)成互相進(jìn)行電磁感應(yīng)的磁路和電路，以發(fā)生電磁功率，達(dá)到能量轉(zhuǎn)換的目的柴油機(jī)汽缸內(nèi)，經(jīng)過(guò)空氣濾清器過(guò)濾后的潔凈空氣與噴油嘴噴射出的高壓霧化柴油充沛混合，活塞上行的擠壓，體積縮小，溫度迅速升高，達(dá)到柴油的燃點(diǎn)。柴油被點(diǎn)燃，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動(dòng)活塞下行，稱為‘作功’各汽缸按一定順序依次作功，作用在活塞上的推力經(jīng)過(guò)連桿變成了推動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的力量，從而帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。

       轉(zhuǎn)子在此磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，松下伺服驅(qū)動(dòng)器控制的U/V/W三相電形成電磁場(chǎng)，伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵。同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器反饋信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度(線數(shù))伺服電機(jī)自身具備發(fā)出脈沖的功能，所以松下伺服電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，都會(huì)發(fā)出對(duì)應(yīng)數(shù)量的脈沖，這樣，和松下伺服電機(jī)接受的脈沖形成了呼應(yīng)，或者叫閉環(huán)，如此一來(lái)，系統(tǒng)就會(huì)知道發(fā)了多少脈沖給松下伺服電機(jī)，同時(shí)又收了多少脈沖回來(lái)，這樣，松下伺服電機(jī)就能夠很精準(zhǔn)的控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的定位，可以達(dá)到0.001mm。