西門子伺服控制器的電路及控制方式說明
點(diǎn)擊次數(shù)：2202 更新時(shí)間：2019-06-05
西門子伺服控制器是用來控制伺服電機(jī)的一種控制器，其作用類似于變頻器作用于普通交流馬達(dá)，屬于伺服系統(tǒng)的一部分，主要應(yīng)用于高精度的定位系統(tǒng)。一般是通過位置、速度和力矩三種方式對(duì)伺服馬達(dá)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)高精度的傳動(dòng)系統(tǒng)定位，目前是傳動(dòng)技術(shù)的產(chǎn)品。
西門子伺服控制器的電路也由三部分組成：
部分是電機(jī)整流電路，整流單元主要的拓?fù)潆娐肥侨嗳珮虿豢卣麟娐罚瑢?shí)質(zhì)是一組共陰極與一組共陽(yáng)極的三相半波可控整流電路的串聯(lián)，習(xí)慣將其中陰極連接在一起的三個(gè)晶間管稱為共陰極組；陽(yáng)極連接在一起的三個(gè)晶閘管稱為共陽(yáng)極組。
第二部分是功率驅(qū)動(dòng)電路，功率驅(qū)動(dòng)單元一般采用智能功率模塊，通過三相全橋整流電路對(duì)輸入的三相電或者市電進(jìn)行整流，得到相應(yīng)的直流。功率單元是使用功率電力電子器件進(jìn)行整流、濾波、逆變的高壓變頻器部件，主要由整流橋、可控硅、電解電容、IGBT等器件組成。功率驅(qū)動(dòng)單元的整個(gè)過程可以簡(jiǎn)單的說就是AC-DC-AC的過程。
第三部分是電機(jī)控制電路，主電路采用數(shù)字信號(hào)處理器作為控制核心，可以實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的控制算法，進(jìn)行智能控制。
西門子伺服控制器的控制方式：
西門子伺服控制器控制按其結(jié)構(gòu)可分成開環(huán)控制和閉環(huán)（半閉環(huán)）控制。如果詳細(xì)分類，開環(huán)控制又可分為普通型和反饋補(bǔ)償型，閉環(huán)（半閉環(huán)）控制也可分為普通型和反饋補(bǔ)償型。
1、反饋補(bǔ)償型開環(huán)控制
開環(huán)系統(tǒng)的精度較低，這是由于西門子伺服控制器的步距誤差、起停誤差、機(jī)械系統(tǒng)的誤差都會(huì)直接影響到定位精度。應(yīng)采用補(bǔ)償型進(jìn)行改進(jìn)，這種系統(tǒng)且有開環(huán)與閉環(huán)兩者的優(yōu)點(diǎn)，即具有開環(huán)的穩(wěn)定性和閉環(huán)的性。不會(huì)因?yàn)闄C(jī)床的諧振頻率、爬行、失動(dòng)等引起系統(tǒng)振蕩。反饋補(bǔ)償型開環(huán)控制不需要間隙補(bǔ)償和螺距補(bǔ)償。
2、閉環(huán)控制
由于開環(huán)控制的精度不能很好地滿足機(jī)床的要求，為了提高西門子伺服控制器的控制精度，根本的辦法是采用閉環(huán)控制方式。即不但有前身控制通道，而且有檢測(cè)輸出的反饋通道，指令信號(hào)與反饋信號(hào)比較后得到偏差信號(hào)，形成以偏差控制的閉環(huán)控制系統(tǒng)。
3、半閉環(huán)控制
對(duì)于閉環(huán)控制系統(tǒng)，合理的設(shè)計(jì)可以得到可靠的穩(wěn)定性和很高的精度，但是直接測(cè)量工作臺(tái)的位置信號(hào)需要用如光柵、有磁尺或直線感應(yīng)同步器等安裝、維護(hù)要求較高的位置檢測(cè)裝置。通過對(duì)傳動(dòng)軸或絲杠角位移的測(cè)量，可間接地獲得位置輸出量的等效反饋信號(hào)。由于這部分傳動(dòng)引起的誤差不能被閉環(huán)系統(tǒng)中不包含從旋轉(zhuǎn)軸到工作臺(tái)之間的傳動(dòng)鏈，因此這部分傳動(dòng)引起的誤差不能被閉環(huán)系統(tǒng)自動(dòng)補(bǔ)償，所以稱這種由等效反饋信號(hào)構(gòu)成的閉環(huán)控制系統(tǒng)為半閉環(huán)伺服控制器，這種控制方式稱為半閉環(huán)控制方式。
4、反饋補(bǔ)償型的半閉環(huán)控制
西門子伺服控制器控制補(bǔ)償原理與開環(huán)補(bǔ)償系統(tǒng)相同，由旋轉(zhuǎn)變壓器和感應(yīng)同步器組成的兩套獨(dú)立的測(cè)量系統(tǒng)均以鑒幅方式工作。該系統(tǒng)的缺點(diǎn)是成本高，要用兩套檢測(cè)系統(tǒng)，優(yōu)點(diǎn)是比全閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)整容易，穩(wěn)定性好，適合用做高精度大型數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)。
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