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伺服維修之伺服電機(jī)抖動(dòng)篇一
2018-09-03
廣州科譽(yù)
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在哪幾種情況下會造成伺服電機(jī)抖動(dòng)？ 下面廣州科譽(yù)變頻器維修培訓(xùn)中心精選整理對伺服電機(jī)抖動(dòng)原因進(jìn)行的分析：
伺服電機(jī)的抖動(dòng)鳴叫跟機(jī)械結(jié)構(gòu)、速度環(huán)、電流環(huán)、位置環(huán)都有可能有關(guān)。 運(yùn)動(dòng)伺服一般都是三環(huán)控制系統(tǒng)，從內(nèi)到外依次是電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)。（注每環(huán)都包含比例項(xiàng)、積分時(shí)間、微分時(shí)間）
1、速度環(huán)：速度環(huán)的輸入就是位置環(huán)PID調(diào)節(jié)后的輸出以及位置設(shè)定的前饋值，我們稱為“速度設(shè)定”，這個(gè)“速度設(shè)定”和“速度環(huán)反饋”值進(jìn)行比較后的差值在速度環(huán)做PID調(diào)節(jié)（主要是比例增益和積分處理）后輸出就是上面講到的“電流環(huán)的給定”。速度環(huán)的反饋來自于編碼器的反饋后的值經(jīng)過“速度運(yùn)算器”得到的。速度環(huán)出現(xiàn)問題時(shí)當(dāng)電機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)很小的偏移會被速度環(huán)的比例增益放大,速度反饋產(chǎn)生相反轉(zhuǎn)矩使電機(jī)來回抖動(dòng)。
2、電流環(huán)：電流環(huán)的輸入是速度環(huán)PID調(diào)節(jié)后的輸出，就是電流環(huán)的這個(gè)給定和“電流環(huán)的反饋”值進(jìn)行比較后的差值在電流環(huán)內(nèi)做PID調(diào)節(jié)輸出給電機(jī)，“電流環(huán)的輸出”就是電機(jī)的每相的相電流，“電流環(huán)的反饋”不是編碼器的反饋而是在驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部安裝在每相的霍爾元件（磁場感應(yīng)變?yōu)殡娏麟妷盒盘枺┓答伣o電流環(huán)的。電流環(huán)出現(xiàn)問題時(shí)電流檢測出現(xiàn)很小偏差，經(jīng)增益放大反饋影響三相電流輸出。由于檢測值偏差使計(jì)算電流輸出值不正常使電機(jī)空間磁場分配不均。電流環(huán)反饋進(jìn)一步加巨使電機(jī)抖動(dòng)。
編碼器安裝于伺服電機(jī)尾部，它和電流環(huán)沒有密切聯(lián)系，他采樣來自于電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子的空間位置，而不是電機(jī)電流，和電流環(huán)的輸入、輸出、反饋沒有任何聯(lián)系。電流環(huán)是在驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部形成的，即使沒有電機(jī)，只要在每相上安裝模擬負(fù)載（例如電燈泡）電流環(huán)就能形成反饋工作。加速度反饋是利用電機(jī)速度反饋信號乘以加速度反饋增益對轉(zhuǎn)矩命令進(jìn)行補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)對速度環(huán)振動(dòng)控制。位置指令脈沖與反饋脈沖不相等時(shí)共同產(chǎn)生速度脈沖指令。A=F*Ks,F為指令脈沖頻率；Ks是位置環(huán)增益；A為加速脈沖。Xe=F/Ks,Xe為位置偏差脈沖。因此增益大速度就大，慣性力就大；增益越大，偏差越小，越易產(chǎn)生振動(dòng)。
3、位置環(huán)：位置環(huán)的就是輸入的位置信息脈沖經(jīng)過計(jì)算平滑濾波處理和電子齒輪計(jì)算后作為“位置環(huán)的設(shè)定”，設(shè)定和來自編碼器反饋的脈沖信號經(jīng)過偏差計(jì)數(shù)器的計(jì)算后的數(shù)值在經(jīng)過位置環(huán)的PID調(diào)節(jié)（比例增益調(diào)節(jié)，無積分微分環(huán)節(jié)）后輸出和位置給定的前饋信號的合值就構(gòu)成了上面講的速度環(huán)的給定。位置環(huán)的反饋也來自于編碼器。位置環(huán)異常一般常見現(xiàn)象為是丟步多步的位置誤差。編碼器松動(dòng)也可能出現(xiàn)同樣故障。
廣州科譽(yù)變頻器維修培訓(xùn)中心提醒大家總上所述常見的電機(jī)抖動(dòng)一般是參數(shù)設(shè)定失當(dāng)或是相關(guān)電路硬件異常引起。就硬件而言，速度環(huán)硬件問題多是編碼器反饋相關(guān)電路異常引起。電流環(huán)是電流霍爾檢測相關(guān)電路異常。位置環(huán)多為輸入脈沖電路干擾（不常見）。由于檢測反饋的電子器件多為運(yùn)放電路正常穩(wěn)定的伺服系統(tǒng)也會因?yàn)樵ぷ鬟\(yùn)行老化誘發(fā)引起參數(shù)不匹配。
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