伺服驱动器

任何执行机构——无论是液压的、气动的还是电动的——都可能由于正常的性能偏差或外力的干扰而导致执行不正确。为了纠正这些偏差,系统设计师使用伺服电机,它利用反馈传感器和智能控制器来调整执行器运行时的性能。

伺服系统通常不是一体机,而是由具有不同功能的多个部件组成。在诊断系统的问题或为新机器选择合适的技术时,熟悉不同的部件(比如向电机发送能量的伺服驱动器)是很重要的。

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什么是伺服驱动器?

伺服驱动器或放大器是系统用来驱动电动伺服机构或伺服系统的组件,伺服系统使用误差感应来纠正执行器的功能。运动控制器管理执行器的运动和错误修正过程。为此,它从反馈传感装置(通常是解析器、编码器或霍尔效应装置)收集致动器功能的相关信息,并确定电机需要如何运行以调整致动器的功能。

伺服控制器然后告诉驱动器多少电压和电流,以发送到电机,以调整执行器输出所需。

通过调整驱动到执行器的功率,伺服驱动器可以纠正操作变量,如速度,扭矩和位置。

变化和伺服驱动功能

有许多类型的伺服驱动器与不同的特点,包括BL伺服电机的无刷驱动器和各种尺寸取决于你有可用的空间。

伺服电机的单轴和多轴驱动都是可用的,但单轴驱动更常见。虽然多轴驱动可以为控制多个执行器轴的电机提供动力,但单轴驱动仍然很受欢迎。当系统中只有几个轴时,或者每个轴都需要大量的功率时(通常单个轴的功率大于15 kW),通常会使用这些驱动器。

大多数驱动器也配置与同一品牌的电机工作。

伺服驱动和运动控制器的区别

伺服系统和运动控制器一起工作来调整执行器的运动。然而,它们并不执行相同的工作。

运动控制器通过调整伺服放大器发送给电机的功率来控制执行器的输出,以使执行器以所需的方式移动——无论这意味着调整速度、位置或角旋转。

通常,控制器提供其中之一两个主要的功能-设置点跟踪,也称为参考或命令跟踪,或干扰抑制。

设定跟踪确保执行机构的运动与预期的输出一致。一个命令跟踪控制器计算偏差和信号伺服电机调整速度基于执行器应该如何执行。

相比之下,干扰抑制,监测外部源,也称为干扰或“负载”,改变驱动器的功能,如来自其他系统的振动,对驱动器运动的压力或阻力的变化。然后控制器决定伺服系统如何运动以纠正这种干扰,平衡它,并使执行器返回大致所需的运动。

如果运动控制器通过系统的反馈传感装置检测到偏差,它就会向伺服驱动器发送信息,告诉它需要向电机发送多少能量来纠正执行器的运动。

典型的反馈控制器将只负责设置点跟踪或干扰抑制。

虽然放大器和控制器是分开的部件,但有时它们可以作为伺服控制器一起出售。它们提供了与单独部分相同的功能,但捆绑在一个外壳中。

伺服驱动器的常见问题

就像任何工业设备一样,伺服驱动器和系统在一段时间后将需要维修或更换。

通常,有了正确的知识,你就可以排除和解决许多常见问题伺服驱动器和马达在其生命周期中所面临的问题。

1.过热,冒烟或燃烧的气味

伺服驱动器容易过热,特别是在炎热的夏季。

如果硬盘过热,温度传感器会告诉你。你也可能会在伺服系统周围得到一个以燃烧气味或“奇怪气味”的形式的警告信号。

意料之外的烟雾通常是出现问题的可靠信号。如果是电子元件或驱动器放出任何“魔烟”当激活时,它可能表明内部电子器件由于过载或短路而燃烧。

如果你认为驱动器过热,关掉它并检查冷却系统是一个很好的开始。空气流量不足或冷却系统中的过滤器堵塞会导致系统部件过热,包括驱动器。如果你的伺服不是封闭的,你可以检查驱动器的灰尘或污垢颗粒,可能堵塞驱动器和导致它过热。

过热也可能是由旧设备引起的——在这些情况下,更换驱动器可能是最好的选择。

虽然空气流动对伺服驱动器是好的,打开外壳或机柜门暴露伺服驱动器不是一个好主意。这更有可能让灰尘和污垢进入空气中,特别是当与外部盒或工业风扇结合时。

2.不稳定的运动或降低的扭矩

意想不到的调整致动器的运动-或减少扭矩的致动器由于伺服电机故障-可能是伺服驱动器有问题的迹象。

如果一个驱动器从系统接收到低电压,它就不能驱动适当的功率到电机。损坏、打开或不正确的系统布线也会影响驱动器的性能。

降低扭矩也可能意味着所需的电机惯量可能超出了你所安装的放大器的容量。

3.对控制器命令无响应

如果驱动器对控制器信号完全没有反应,这可能是一个更严重的问题的迹象——或者伺服和执行器系统中不同组件之间的连接有问题。

也有可能是一个或多个连接到驱动器的电线是开放的,损坏或其他故障。可能是控制器故障,控制器数模转换器输出不正确。如果你发现你的控制器的DAC参数值为零或接近零,这可能意味着控制器需要更换。另一方面,较高的值可能表明功能正确,系统中另一个组件有问题。

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