伺服电机广泛应用于自动化设备,特别是位置控制。大多数不同品牌的伺服电机都具有此功能。
控制器发送脉冲来控制伺服电机的运转,脉冲数决定旋转角度,脉冲频率决定速度(与电子齿轮设置有关)。
当新系统的参数不起作用时,首先从设置位置增益开始,以确保电机尽可能平稳地运行而无噪音。转动惯量比也很关键。可以通过自学习设定的编号进行参考,设定速度增益和速度积分时间,以保证低速连续运行和控制位置精度。
如何设置伺服驱动器
(1) 位置比例增益
设置位置控制调节器的比例增益。增益越高,刚度越大,相同频率指令脉冲下的位置滞后越小。然而,设置得太高可能会导致振荡或超调。该参数值由具体的伺服系统型号和负载决定。
(2) 位置前馈增益
设置位置控制的前馈增益。设定值越大,任意频率指令脉冲下的位置滞后越小,位置环的前馈增益越高,控制系统的高速响应特性提高。然而,这可能会导致系统不稳定和振荡。当不需要高响应特性时,该参数通常设置为0,范围为0-100%。
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(3) 速度比例增益
设置速度调节器的比例增益。增益值随着设置的增加而增加,使系统变得更刚性。该参数的取值应根据具体的伺服驱动系统型号和负载确定。一般情况下,负载惯量越大,设定值就越高。尝试设置较大的值,同时保证系统不产生振荡。
(4) 速度积分时间常数
设置速度调节器的积分时间常数。设置值越小,积分速度越快。该参数值根据伺服驱动系统的具体型号和负载确定。一般情况下,负载惯量越大,设定值越大。在系统不产生振荡的情况下,尽量设置较小的值。
(5) 速度反馈滤波系数
设置速度反馈低通滤波器特性。
该值越高,截止频率越低,电机产生的噪音越低。
如果负载惯量较大,可适当增大设定值。
如果该值太大,响应会变慢,可能会引起振荡。
截止值越低,响应越快。
如果需要更高的速度响应,可适当减小设定值。
(6) 最大输出扭矩设定
设置伺服驱动器内部扭矩限制值。
设定值以额定扭矩的百分比表示。
该限制始终有效,设定位置控制模式下定位完成脉冲的范围。
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该参数为驱动器在位置控制模式下判断定位是否完成提供依据。
当位置偏差计数器剩余脉冲数小于或等于该参数设定值时,驱动器认为定位完成,到位开关信号接通。否则,它就关闭了。
位置控制模式下,输出定位完成信号,加减速时间常数的设定值决定电机从 0 到 2000 RPM 的加速时间或从 2000 到 0 RPM 的减速时间。
加减速特性呈线性,到达速度范围设定。非位置控制模式下,如果伺服电机的速度超过设定值,则速度到达开关信号接通,否则断开。
该参数在位置控制模式下不使用,且与旋转方向无关。
设置伺服驱动器
(7) 手动调节增益参数
调整速度比例增益KVP值
伺服系统安装完毕后,必须调整参数以保证旋转稳定。首先调整速度比例增益KVP值。在进行任何调整之前,请将积分增益 KVI 和微分增益 KVD 设置为零,然后逐渐增大 KVP 值。观察伺服电机停止时是否有振荡,手动调节KVP参数,观察转速是否明显快或慢。如果KVP值导致上述问题,请减小KVP值以消除振荡并稳定转速。该值将是初步确定的参数值。根据需要重复校正过程以达到理想值。
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调整积分增益KVI值
逐渐增大积分增益的KVI值,以产生积分效果。正如积分控制简介中提到的,KVP值和积分效应在达到临界值时会引起振荡和不稳定。同样,减小KVI值可以消除振荡,稳定转速。该值将是初步确定的参数值。
调整差分增益 KVD 值
微分增益的主要目的是平滑速度旋转并减少超调。逐渐增加KVD值将提高速度稳定性。
调整仓位比例增益KPP值
如果KPP值调整太大,电机定位会超调,造成不稳定。此时可以减小KPP值,以减少超调,避免不稳定,但注意不要调得太小,否则会降低定位效率。
(8)自动调整增益参数
现代伺服驱动器是计算机化的,大多数都提供自动增益调整功能,可以处理大多数负载条件。调整参数时,可以先使用自动参数调整功能,必要时再进行手动调整。自动增益调整也有多种选择。通常,控制响应分为高、中、低响应等不同级别,用户可以根据需要进行设置。