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        伺服電機出現噪音以及運轉不穩定問題分析及解決辦法

        瀏覽次數:179       日期:2019-02-15
               在一些機械上使用伺服電機時,經常會發生噪聲過大,電機帶動負載運轉不穩定等現象。出現此問題時,許多使用者的第一反應就是伺服電機質量不好,因為有時換成步進電機或是變頻電機來拖動負載,噪聲和不穩定現象卻反而小很多。表面上看,確實是伺服電機的原故,但我們仔細分析伺服電機的工作原理后,會發現這種結論是完全錯誤的。
         
        伺服電機
         
        伺服系統包括:伺服驅動器、伺服電機和一個反饋傳感器。所有這些部件都在一個控制閉環系統中運行:
        1.驅動器從外部接收參數信息,
        2.然后將一定電流輸送給步進伺服電機,通過電機轉換成扭矩帶動負載,負載根據它自己的特性進行動作或加減速,傳感器測量負載的位置,使驅動裝置對設定信息值和實際位置值進行比較,
        3.然后通過改變電機電流使實際位置值和設定信息值保持一致,當負載突然變化引起速度變化時,編碼器獲知這種速度變化后會馬上反應給伺服驅動器,驅動器又通過改變提供給伺服電機的電流值來滿足負載的變化,并重新返回到設定的速度。
         
        伺服系統是一個響應非常高的全閉環系統,負載波動和速度較正之間的時間滯后響應是非??斓?,此時,真正限制了系統響應效果的是機械連接裝置的傳遞時間。
         
        假如:一臺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。整個系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:
         
        1.當驅動器將電流送到電機時,電機立即產生扭矩;
        2.一開始,由于V形帶會有彈性,負載不會加速到像步進電機那樣快;
        3.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;
        4.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,周而復始。
         
        在此例中,系統是振蕩的,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,是來源于機械傳動裝置,是由于伺服系統反應速度(高)與機械傳遞或者反應時間(較長)不相匹配而引起的,即伺服電機響應快于系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,我們可以:
        1.增加機械剛性和降低系統的慣性,減少機械傳動部位的響應時間,如把V形帶更換成直接絲桿傳動或用齒輪箱代替V型帶。
        2.降低伺服系統的響應速度,減少伺服系統的控制帶寬,如降低伺服系統的增益參數值。
         
        以上只是噪聲不穩定的原因之一。針對不同的原因,會有不同的解決辦法。如由機械共振引起的噪聲,在伺服方面可采取共振抑制,低通濾波等方法,總之,噪聲和不穩定的原因,基本上都不會是由于伺服電機本身所造成。
        TAG標簽:伺服電機

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