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伺服电机位置控制速度运行规划图

日期: 2017-03-07
浏览次数: 218
来源:
发布日期: 2017-03-07
作者:
浏览次数: 218

伺服电机位置控制速度运行规划图


伺服电机位置控制速度运行规划图

1、这个图是伺服电机位置控制速度运行规划图,图上每一个点的高度表示这个时刻电机的运行速度;
2、这个图不是运动控制轨迹图;
3、这个伺服电机位置控制速度图说明位置控制过程,伺服电机由启动、加速、匀速、减速、停车几个运行速度部分,完成一个位置控制过程。
4、伺服电机的一个位置控制过程,有上电启动到停车,是一个连续转动的过程,不是脉冲步进进式前进的,编码器的反馈脉冲只是记录了运转过程电机的速度和角位移;:
5、伺服电机的启动指令、加速指令、减速指令、停车指令,是PLC计数器、比较器运算得出的;
6、例如:指令脉冲数-编码器反馈脉冲数/电子齿轮比=0 ,PLC输出端输出停车指令,变频调速机构完成制动停车!
7、所以大家不要认为,PLC发脉冲电机转,不发就不转,发得快就转得快,发的慢就转的慢,好像PLC发脉冲控制着电机转动;


伺服电机位置控制速度运行规划图


8、伺服电机的速度v单位是:指令脉冲数/秒,或者是:编码器反馈脉冲数/电子齿轮比·秒;
9、速度曲线图所围的面积=指令脉冲数=编码器反馈脉冲数/电子齿轮比;

伺服电机位置控制速度运行规划图

10、伺服电机速度的上限可以这样计算,电机速度的上限(r/s)×周指令脉冲数=PLC计数脉冲额定频率;
11、伺服电机速度的上限可以这样计算,电机速度的上限(r/s)=PLC计数脉冲额定频率×电子齿轮比/编码器解析度;
12、伺服电机运行速度可以设定,必须小于上限速度,即电机速度(r/s)<PLC计数脉冲额定频率/周指令脉冲数;
13、伺服电机速度不设定,也可以默认为电子齿轮比、编码器解析度、PLC计数脉冲额定频率确定的上限速度;


伺服电机位置控制速度运行规划图


14、减速曲线下方三角形的面积=减速位置;
15、 t3 - t2为减速时间;
16、加、减速时间的设定和变频器一样;


伺服电机位置控制速度运行规划图

17、下面说说系统运行负载力矩的变化情况:
1)伺服匀速运行期间,负载力矩=系统摩擦力矩;
2)伺服加减速运行期间,负载力矩=系统摩擦力矩+惯量加速度力矩;
3)伺服运行期间,加、减速期间负载大,匀速运行期间负载小;


伺服电机位置控制速度运行规划图

18、下面说说系统运行电机电流、力矩的变化情况:
1)伺服匀速运行期间,电机运行力矩=负载力矩=系统摩擦力矩;
2)伺服加减速运行期间,电机运行力矩=负载力矩=系统摩擦力矩+惯量加速度力矩;
3)伺服运行期间:加、减速期间负载大,电机运行力矩大电流大;匀速运行期间负载小电机运行力矩小、电流小;


伺服电机位置控制速度运行规划图

19、下面说说伺服系统电机参数的选取方法:
1)安全选取法:
伺服匀速运行时的电流小于额定电流,力矩小于额定力矩;伺服加减速运行时的电流等于额定电流,力矩等于额定力矩;
2)允许过载选取法:
伺服匀速运行时的电流等于额定电流,力矩等于额定力矩;伺服加减速运行时的电流大于额定电流,力矩大于额定力矩;
3)不安全严禁选取法:
伺服匀速运行时的电流大于额定电流过载,力矩大于额定力矩过载;伺服加减速运行时的电流严重大于额定电流,力矩严重大于额定力矩,电机堵转过热烧毁;

伺服电机位置控制速度运行规划图


20、电机加减速期间系统加速度:
1)电机加减速期间系统加速度=加减速曲线的斜率tgθ;
2)电机加减速期间系统加速度=惯量加速力矩/惯量,与惯量加速力矩成正比,与系统惯量成反比;
3)如图,蓝色曲线表示加速力矩小或者惯量大,加速度小的速度曲线;

 

伺服电机位置控制速度运行规划图

4)如图,蓝色曲线表示加速力矩过小或者惯量过大,加速度过小的速度曲线,但是最大速度还可以达到设定速度;


伺服电机位置控制速度运行规划图


5)如图,蓝色曲线表示加速力矩大或者惯量小,加速度大的速度曲线;


伺服电机位置控制速度运行规划图

21、说说伺服运动减速位置提前量的问题:
1)运行速度Vt大,伺服运动减速位置提前量大,如图,Vt2大于Vt1,减速位置提前量三角形面积大小不一样;


伺服电机位置控制速度运行规划图


2)惯量大或者力矩小,加速度小,减速位置提前量三角形面积大,惯量小或者力矩大,加速度大,减速位置提前量三角形面积小;

3)上边94楼95楼,说明伺服运动减速位置提前量与下列因数有关:
①运行速度
②系统惯量
③加速转矩

4)所以伺服运动减速位置提前量大小,不是一个确定的数,因伺服因运行参数不同而不同;

5)结论和我前面辩论的结论一致!计算公式一致!


伺服电机位置控制速度运行规划图


21、下面说说一个配置高解析度编码器的伺服系统,电子齿轮比设置高、中、低时的速度曲线图对应的三年中运行模式:
1)配置高解析度编码器的伺服系统,电子齿轮比等于1,或者小于1,电机运行速度上限低,电机只能低速运行,否则编码器反馈脉冲变形计数错误,伺服位置控制失败,如图蓝色曲线;
2)配置高解析度编码器的伺服系统,爲了满足加工速度的需要,将电子齿轮比设置大一些,远大于1,电机运行速度上限大大提高,但是编码器分辨率下降不能得到充分利用,是一种浪费,如图黑色曲线;
3)配置高解析度编码器的伺服系统,爲了满足加工高速度的需要,将电子齿轮比设置很大,电机运行速度上限很高,这时编码器分辨率下降为低解析度、低分辨率,浪费巨大,如图红色曲线;


伺服电机位置控制速度运行规划图


4)电子齿轮比小,电机低速运行,电机加减速加速度小,电机加减速电流小转矩小,如图蓝色曲线;
5)电子齿轮比中,电机中速运行,电机加减速加速度中,电机加减速电流中转矩中,如图黑色曲线;
6)电子齿轮比大,电机高速运行,电机加减速加速度大,电机加减速电流大转矩大,如图红色曲线;

7)同一个系统,惯量不变,由于运行电子齿轮比设置高低不同,系统运行速度不同;加减速加速度不同,电机工作电流不同,运行功率不同;

8)同一个系统,惯量不变,由于运行电子齿轮比设置高,系统运行速度高;加减速加速度高,电机工作电流高,运行功率大,此时并非惯量过载,如红色曲线;


伺服电机位置控制速度运行规划图


22、下面说说所谓“惯量过载”的问题:
1)同一个系统,由于负载惯量增大,导致加减速加速度下降很多,运行加减速时间拖得长,几乎加速完成后没有匀速运动就开始减速运动,运行全过程时间拖的很长,如图中的蓝色曲线,可以简单说成惯量过载;
2)同样的曲线,也可能是因电机额定转矩小额定功率小选型小,导致如图中的蓝色曲线的情况发生,那就叫电机选型小电机过载;
3)这要看这种曲线发生的背景,才能说是惯量过载,还是电机选型小的问题!


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