伺服驱动器原理及应用培训.ppt

一、电流环二、速度环三、位置环四、主回路五、动态制动六、再生七、伺服选型 一、电流环 功能图 一、电流环 电流传感器 电流传感器CT1和CT2在电流环中的作用就是感应通过电机的电流，并且将它转换为一个模拟电压信号。然后这个模拟电压信号经过PWM转换电路到ASIC。在这里只需要2个电流传感器，因为CPU能够根据公式Iu+Iv+Iw=0计算出W相的电流。 一、电流环 功率晶体管 在电流环中包括6个功率晶体管。EDB伺服驱动器中使用的是IPM—智能功率模块，内置有6个IGBT及其驱动电路，另外，还包括过流检测、过热检测。 EDB-05使用了15A的IPM。 EDB-10/15使用了30A的IPM。 EDB-20使用了50A的IPM。 EDB-30/50使用了75A的IPM。 一、电流环 CPU CPU比较电流指令和电流反馈，作为结果的波形送入放大器，再经过PWM后将信号送到功率晶体管。 一、电流环 PWM PWM（脉宽调制）是一种将模拟信号转换为数字信号的方法。在模拟信号上加上一个载波频率，其大小依赖于功率模块的开关次数。每当模拟信号与载频波形交叉时，PWM输出就发生一次转换，一系列的转换就形成了方波信号，其表现为模拟信号的平均值，相当于该信号的数字形态。 二、速度环 功能图 二、速度环 P/PI控制 三、位置环 功能图 三、位置环 脉冲指令 我们通过Pn008选择脉冲指令形态。Pn009的bit0、bit1被设定为0表示正逻辑（上升沿），为1表示负逻辑（下降沿）。 三、位置环 平滑功能 平滑功能是对脉冲指令进行加速度/减速度处理，在以下几种情况下使用： 1）上位机无加速度/减速度功能。 2）脉冲指令频率太低。 3）电子齿轮比太高（超过10/1）。 三、位置环 前馈功能 前馈功能缩短定位时间。前馈将使实际运动轮廓逼近指令运动轮廓。通常前馈增益Pn017设定在80%以下，对于大多数机械，设定超过80%将会引起振动，使用前馈滤波Pn025 可以减小振动。 三、位置环 偏置功能 通过分配偏置（设定偏差脉冲）到速度指令输出可以减小最终的定位时间。该功能将使实际运动轮廓逼近指令运动轮廓。 四、主回路 主电容充电 在主电容充电中，我们看到一个继电器，RLY1。使用这个继电器是出于安全的目的。它保护这个电路并且限制上电时主电容C1的充电电流。 四、主回路 P-N电压 在DB1上的P-N电压是供电电压的有效值，即右图中P点的电压读数是310V。 V(RMS) = 220V * 1.41 = 310V 五、动态制动 动态制动的方法 通过动态制动使电机突然停止的方法有两种：1）通过短接电机U、V、W相的绕组；2）将转子能量消耗到电阻上。 五、动态制动 动态制动是如何发生的？ 第一种情况： 双继电器版本的EDB伺服驱动器的动态制动电路使用一个继电器造成电机绕组短路，从而使电机紧急停机。当用在大功率伺服上时这种方法不是很安全。 五、动态制动 动态制动是如何发生的？ 第二种情况： 1.5kW以下的EDB伺服驱动器的动态制动电路虽然是通过一个继电器动作的，但实际上是用一个动态制动电阻消耗电机转子能量。这种方法使电机有一个较长的减速时间和平滑的停机。 五、动态制动 动态制动是如何发生的？ 第三种情况： 2kW以上的EDB伺服驱动器的动态制动电路通过一个可控硅代替继电器动作，这是与1.5kW以下的伺服驱动器唯一不同的地方。电机转子能量也是消耗在动态制动电阻上。这种方法也使电机平滑的减速。 五、动态制动 动态制动何时发生？ Servo Off：动态制动打开以保证安全。 Servo On：动态制动关闭。 伺服驱动器进入Servo Off状态，当： 1）S-ON输入信号关闭； 2）超程； 3）伺服报警发生； 4）主电源关闭。 当以上事件发生时，我们能够通过设定参数Pn004指定电机如何停机。 五、动态制动 使用可控硅的动态制动 2.0kW以上的伺服驱动器都使用了可控硅触发动态制动，以此替代继电器。但是需要注意的是，如果控制电源关闭，使用可控硅的伺服驱动器的动态制动功能也将关闭。而使用继电器的伺服驱动器，掉电或报警时保持动态制动状态。 五、动态制动 动态制动电阻 为了使动态制动电路工作，必须有一些消除电机转子能量的途径，这就是动态制动电阻的作用。这个电阻消耗了电机的能量，从而使电机快速停止成为可能。然而，有些伺服驱动器（如双继电器版本）内并没有动态制动电阻，那是因为电机绕组的阻抗