伺服電機噪音及不穩定分析
發布時間:2021-10-14 來源:Trinamic 責任編輯:wenwei
【導讀】用yong戶hu在zai一yi些xie機ji械xie上shang使shi用yong伺si服fu電dian機ji時shi,經jing常chang會hui發fa生sheng噪zao聲sheng過guo大da,電dian機ji帶dai動dong負fu載zai運yun轉zhuan不bu穩wen定ding等deng現xian象xiang。出chu現xian此ci問wen題ti時shi,許xu多duo使shi用yong者zhe的de第di一yi反fan應ying就jiu是shi伺si服fu電dian機ji質zhi量liang不bu好hao,因yin為wei有you時shi換huan成cheng步bu進jin電dian機ji或huo是shi變bian頻pin電dian機ji來lai拖tuo動dong負fu載zai,噪zao聲sheng和he不bu穩wen定ding現xian象xiang卻que反fan而er小xiao很hen多duo。表biao麵mian上shang看kan,確que實shi是shi伺si服fu電dian機ji的de原yuan故gu,但dan我wo們men仔zai細xi分fen析xi伺si服fu電dian機ji的de工gong作zuo原yuan理li後hou,會hui發fa現xian這zhe種zhong結jie論lun是shi完wan全quan錯cuo誤wu的de。
伺服係統包括:伺服驅動器、伺服電機和一個反饋傳感器(一般伺服電機自帶光學編碼器)。所有這些部件都在一個控製閉環係統中運行:qudongqicongwaibujieshoucanshuxinxi,ranhoujiangyidingdianliushusonggeibujinsifudianji,tongguodianjizhuanhuanchengniujudaidongfuzai,fuzaigenjutazijidetexingjinxingdongzuohuojiajiansu,chuanganqiceliangfuzaideweizhi,shiqudongzhuangzhiduishedingxinxizhiheshijiweizhizhijinxingbijiao,ranhoutongguogaibiandianjidianliushishijiweizhizhiheshedingxinxizhibaochiyizhi,dangfuzaituranbianhuayinqisudubianhuashi,bianmaqihuozhizhezhongsudubianhuahouhuimashangfanyinggeisifuqudongqi,qudongqiyoutongguogaibiantigonggeisifudianjidedianliuzhilaimanzufuzaidebianhua,bingzhongxinfanhuidaoshedingdesudu。
伺si服fu係xi統tong是shi一yi個ge響xiang應ying非fei常chang高gao的de全quan閉bi環huan係xi統tong,負fu載zai波bo動dong和he速su度du較jiao正zheng之zhi間jian的de時shi間jian滯zhi後hou響xiang應ying是shi非fei常chang快kuai的de,此ci時shi,真zhen正zheng限xian製zhi了le係xi統tong響xiang應ying效xiao果guo的de是shi機ji械xie連lian接jie裝zhuang置zhi的de傳chuan遞di時shi間jian。
舉例
一台機械是用伺服電機通過V形帶傳動一個恒定速度、大慣性的負載。整個係統需要獲得恒定的速度和較快的響應特性,分析其動作過程:
當驅動器將電流送到電機時,電機立即產生扭矩;一開始,由於V形帶會有彈性,負載不會加速到像步進電機那樣快;伺服電機會比負載提前到達設定的速度,此時裝在電機上的編碼器會削弱電流,繼而削弱扭矩;隨著V型帶張力的不斷增加會使電機速度變慢,此時驅動器又會去增加電流,周而複始。
在此例中,係統是振蕩的,電機扭矩是波動的,負載速度也隨之波動。其結果當然會是噪音、磨損、不穩定了。不過,這都不是由伺服電機引起的,這種噪聲和不穩定性,是來源於機械傳動裝置,是由於伺服係統反應速度(高)與機械傳遞或者反應時間(較長)不相匹配而引起的,即伺服電機響應快於係統調整新的扭矩所需的時間。
找到了問題根源所在,解決以上例子問題,您可以:
增加機械剛性和降低係統的慣性,減少機械傳動部位的響應時間,如把V形帶更換成直接絲杆傳動或用齒輪箱代替V型帶。
降低伺服係統的響應速度,減少伺服係統的控製帶寬,如降低伺服係統的增益參數值。
以(yi)上(shang)隻(zhi)是(shi)噪(zao)聲(sheng)不(bu)穩(wen)定(ding)的(de)原(yuan)因(yin)之(zhi)一(yi)。針(zhen)對(dui)不(bu)同(tong)的(de)原(yuan)因(yin),會(hui)有(you)不(bu)同(tong)的(de)解(jie)決(jue)辦(ban)法(fa)。如(ru)由(you)機(ji)械(xie)共(gong)振(zhen)引(yin)起(qi)的(de)噪(zao)聲(sheng),在(zai)伺(si)服(fu)方(fang)麵(mian)可(ke)采(cai)取(qu)共(gong)振(zhen)抑(yi)製(zhi),低(di)通(tong)濾(lv)波(bo)等(deng)方(fang)法(fa),總(zong)之(zhi),噪(zao)聲(sheng)和(he)不(bu)穩(wen)定(ding)的(de)原(yuan)因(yin),基(ji)本(ben)上(shang)都(dou)不(bu)會(hui)是(shi)由(you)於(yu)伺(si)服(fu)電(dian)機(ji)本(ben)身(shen)所(suo)造(zao)成(cheng)。
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