伺服系统与工业机器人课件第3章 伺服驱动器.pptx

第三章伺服驱动器李鑫合肥工业大学电气与自动化工程学院

第三章伺服驱动器3.1伺服驱动器概述3.2交流伺服驱动器的结构和工作原理3.3交流驱动器的参数与选型3.4交流驱动器的接口与典型电路3.5伺服驱动器的安全与寿命总结2024/8/7伺服系统与工业机器人.hfut2

3.1伺服驱动器概述2024/8/7伺服系统与工业机器人.hfut3

3.2交流伺服驱动器

的结构和工作原理2024/8/7伺服系统与工业机器人.hfut4主回路控制回路外部接口

3.2.2交流伺服驱动器工作原理2024/8/7伺服系统与工业机器人.hfut5

3.3交流伺服驱动器参数与选型2024/8/7伺服系统与工业机器人.hfut6（1）额定功率：指驱动器能够连续输出的有效功率，也就是在正常的工作环境下可以持续工作的最大功率。（2）电压：交流伺服驱动器电源电压一般有单相220V，三相380伏和三相220伏。单相电一般多用于低功率，三相电则多用于功率偏大的伺服驱动器。（3）容许电压变动率：伺服驱动器能够正常工作的输入电压允许变化的范围，一般是-15%~10%。（4）输入电流：驱动器输入的电源电流就叫输入电流。（5）额定输出电流：驱动器的额定电流定义是指驱动器能够长时间运行时所对应的最大电流。（6）瞬时最大输出电流：一般工业级伺服驱动器的瞬时最大输出电流约为其额定输出电流2～3倍，瞬时最大输出电流直接关系到驱动系统的加速能力、伺服刚性与频宽，因此是重要的性能指标。（7）驱动器的功率损耗：指驱动器输入功率和输出功率的差额，包括主回路损耗、再生电阻损耗及控制回路损耗。（1）惯量折合到电机上的总负载惯量是负载重量、机器的滑动台、滚珠丝杠、电机联轴器、驱动辊或齿轮箱的惯量总和。（2）驱动转矩确保有足够的对滑动台的推力来满足其运动要求。伺服驱动器必须提供足够的机械推力和电机加速的加速转矩。加速转矩是折合到电机总惯量和设定加速度的乘积。机器滑动台的加速度不应该高于1.5g(g=9.8m/s2)。（3）稳定性（4）驱动的分辨率及刚性电气传动的驱动分辨率是与电机传动比成反比的，也就是说电机配的减速机减速比越大(传动比越小)，驱动的分辨率越高。驱动分辨率与滚珠丝杠的导程成正比。减速比值越大，导程越细（导程个数越多），驱动的分辨率就越好。由驱动力引起的机器滑动台位移导致的驱动刚性变化是按传动比的平方增加的，刚性的变化也与滚珠丝杆的导程有关。因此，在对伺服驱动进行选型时，要重视考虑运用传动比和较细导程带来的优势（in/r或mn/rW）。（5）其它推力，机器寿命，间歇时间。承受多大的过载以及过载的时间会有多长，

3.4交流伺服驱动器的接口与典型电路2024/8/7伺服系统与工业机器人.hfut7

3.4交流伺服驱动器的接口与典型电路2024/8/7伺服系统与工业机器人.hfut8

3.4.1操作面板2024/8/7伺服系统与工业机器人.hfut9（1）显示器：五组七段显示器用于显示监视值、参数值及设定值。（2）MODE键：切换监视模式、参数模式及异警显示，在编辑模式时，按MODE键可以切换至参数模式。（3）UP键：变更监视码、参数码及设定值。（4）DOWN键：变更监视码、参数码及设定值。（5）SHIFT键：在参数模式下，可改变群组码；在编辑模式下，闪烁字符左移可用于修正较高的设定字符值；在监视模式下，则可切换高低位数显示。（6）SET键：显示及储存设定值。在监视模式下，可切换十进制/十六进制的显示；在参数模式下，按SET键可进入编辑模式。（7）电源指示灯：主电源回路电容量的充电显示。

3.4.2主回路接口2024/8/7伺服系统与工业机器人.hfut10伺服驱动器主回路接口有电源输入端R、S、T，输出端U、V、W，其中U、V、W连接伺服电机。电源输入有单相与三相两种，其中三相电源接线如图3-17所示，电源通过断路器MCCB接到滤波器，滤波器输出接到接触器，接触器MC输出接到伺服驱动器R、S、T端子。接线时要注意当电源切断时不能接触R、S、T及U、V、W这六条电力线，此时驱动器内部大电容含有大量的电荷，等到操作面板上的电源指示灯熄灭时才能接触。另外R、S、T及U、V、W这六条大电力线不要与其他信号线靠近，尽可能间隔30厘米以上。

3.4.3制动原理2024/8/7伺服系统与工业机器人.hfut11利用设置在直流回路中的制动电阻吸收电动机的再生电能的方式称为动力制动或再生制动。制动电路可为制动电阻或制动单元，制动电路接于整流器和逆变器的P、N之间，图中的制动单元包括晶体管VR、二极管VDB和制动电阻RB。如果回馈能量较大或要求强制动，还可以选用接于P、R两点上的外接制动电阻REB。当电动机制动时，能量经逆变器回馈到直流侧，使直流侧滤波电容上的电压升高，当