在工控領(lǐng)域中我們經(jīng)常會(huì)使用到多種型號(hào)的伺服電機(jī)，其轉(zhuǎn)速?gòu)?000、1500、3000不等。以應(yīng)用最廣泛的3000rpm交流伺服為例:我們需要的轉(zhuǎn)速是0 ~ 3000轉(zhuǎn)變速，那么我們可以采取什么措施來(lái)改變當(dāng)前的伺服轉(zhuǎn)速呢？
伺服速度的調(diào)節(jié)取決于我們?nèi)绾慰刂?，是用脈沖控制速度，模擬控制速度，還是直接驅(qū)動(dòng)內(nèi)部設(shè)置控制調(diào)節(jié)速度。我們對(duì)應(yīng)的方法不一樣。根據(jù)以下三種不同的控制模式總結(jié)速度變化。
01、扭矩控制，速度自由(帶負(fù)載)
扭矩控制是我們通常使用較多的一種控制方法。我們通過(guò)外部模擬量或直接地址賦值來(lái)設(shè)置輸出扭矩，所以不知道對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，因?yàn)樵O(shè)備老化摩擦系數(shù)和負(fù)載的變化會(huì)影響轉(zhuǎn)速輸出。在這種情況下，我們基本上不需要調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，因?yàn)槭亲詣?dòng)調(diào)節(jié)，我們需要的是系統(tǒng)的穩(wěn)定性和持久的扭矩穩(wěn)定性。
可以通過(guò)即時(shí)改變模擬量的設(shè)置來(lái)改變?cè)O(shè)定的轉(zhuǎn)矩，也可以通過(guò)通訊來(lái)改變對(duì)應(yīng)地址的數(shù)值。主要用于對(duì)材料應(yīng)力有嚴(yán)格要求的卷繞和放卷裝置，如卷繞裝置或光纖拉絲設(shè)備。使用伺服的目的是防止卷繞材料的變化改變應(yīng)力。
02、位置控制，精確定位，速度和扭矩可嚴(yán)格控制。
在位置控制模式下，旋轉(zhuǎn)速度通常由外部輸入脈沖的頻率決定，旋轉(zhuǎn)角度由脈沖的數(shù)量決定。一些伺服系統(tǒng)可以通過(guò)通信直接給速度和位移賦值。
由于位置模式可以嚴(yán)格控制速度和位置，所以一般應(yīng)用于定位裝置。應(yīng)用如數(shù)控機(jī)床、印刷機(jī)械等。在使用中，我們需要知道PLC或其他發(fā)送脈沖的額定頻率，實(shí)際要移動(dòng)的距離，以及伺服選擇的脈沖當(dāng)量，這樣就可以計(jì)算出伺服移動(dòng)到指定位置的上限運(yùn)行速度和時(shí)間。
伺服在線速度必須由我們計(jì)算，只有選擇合適的伺服型號(hào)才能滿足現(xiàn)場(chǎng)使用的要求。伺服在線運(yùn)行速度=指令脈沖額定頻率×伺服上限速度
伺服驅(qū)動(dòng)器一般都配有編碼器，能接收編碼器接收到的反饋脈沖。在速度環(huán)中設(shè)置了編碼器反饋脈沖頻率。編碼器反饋脈沖頻率=編碼器周期反饋脈沖數(shù)×伺服電機(jī)設(shè)定速度(r/s)。由于指令脈沖頻率=編碼器反饋脈沖頻率/電子齒輪比值，還可以設(shè)定“指令脈沖頻率”來(lái)設(shè)定伺服電機(jī)的速度。
03，速度模式，扭矩自由(隨負(fù)載變化)
轉(zhuǎn)速可以通過(guò)模擬量的輸入或脈沖的頻率來(lái)控制，也可以在上控制器有外環(huán)PID控制時(shí)定位轉(zhuǎn)速模式，但電機(jī)的位置信號(hào)或直接負(fù)載的位置信號(hào)必須反饋給上控制器進(jìn)行計(jì)算。
速度模式對(duì)應(yīng)位置模式，位置信號(hào)有誤差。位置模式的信號(hào)由終端負(fù)載檢測(cè)裝置提供，減少了中間傳輸誤差，相對(duì)提高了整個(gè)系統(tǒng)的定位精度。
速度控制的應(yīng)用相當(dāng)廣泛:需要一個(gè)快速、相應(yīng)的連續(xù)調(diào)速系統(tǒng)；上層閉環(huán)定位系統(tǒng)；需要快速切換多級(jí)速度的系統(tǒng)。速度控制方式主要利用0~10V電壓信號(hào)來(lái)控制電機(jī)的速度。模擬量的大小決定給定的速度，正值或負(fù)值決定電機(jī)的轉(zhuǎn)向，而模擬量與速度的對(duì)應(yīng)關(guān)系取決于速度指令增益。在大負(fù)載慣性的情況下使用速度模式時(shí)，我們需要設(shè)置速度環(huán)增益，使系統(tǒng)響應(yīng)更快。調(diào)整時(shí)需要考慮設(shè)備的振動(dòng)，系統(tǒng)振動(dòng)不能由響應(yīng)速度引起。
當(dāng)我們使用速度控制時(shí)，我們還需要注意加速和減速的設(shè)置。如果沒(méi)有閉環(huán)控制，我們需要通過(guò)零箝位或比例控制完全停止電機(jī)。當(dāng)上位機(jī)作為位置閉環(huán)時(shí)，模擬量不能自動(dòng)歸零。
控制系統(tǒng)向伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)送10V的模擬電壓指令來(lái)控制速度。它的優(yōu)點(diǎn)是伺服響應(yīng)快，缺點(diǎn)是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)干擾敏感，調(diào)試有點(diǎn)復(fù)雜。
