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伺服空调 闭环步进 都已实现

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发表于 2018-12-20 16:20:29 | 显示全部楼层 |阅读模式


答 先说最下边这个结论,步进电机只有开环控制吗
步进电动机的控制方式一般分为开环控制与闭环控制两种控制方式,其中开环控制步进电机最简单的控制方式就是玎环控制系统,在这样的控制方式下,步进电机控制脉冲的输入并不依赖于转子的位置,反而是按一固定的规律发出其控制脉冲,步进电机仅依靠这一系列既定的脉冲而工作,这种控制方式由于步进电机的独特性而比较适合于控制步进电机。
  闭环步进电机是什么
  闭环控制是控制论的一个基本概念。指作为被控的输出以一定方式返回到作为控制的输入端,并对输入端施加控制影响的一种控制关系。步进电动机的闭环控制是采用位置反馈和(或) 速度反馈来确定与转子位置相适应的相位转换,可大大改进步进电动机的性能。
  在闭环控制的步进电机系统中,或可在具有给定精确度下跟踪和反馈时,扩大工作速度范围,或可在给定速度下提高跟踪和定位精度,或可得到极限速度指标和极限精度指标。

步进电机的闭环控制方式大致分为两种:
  1、使激磁磁通与电流的相位关系保持一致,使其产生能带动负载转矩的电磁转矩,这种控制电机电流的方式与无刷直流电机控制方式相同,称为无刷驱动方式或电流闭环控制方法。
  2、电机电流保持一定,控制激磁磁通与电流相位角的方式,称为功率角闭环控制方法。功率角为转子磁极与定子激磁相(或认为是同步电机的定子旋转磁场轴线也可以)相互吸引所成的相位角。此功率角在低速时或轻载时较小,高速时或高负载时较大。引用前文开环控制的原理部分中的下图所示,“杠A”相吸引转子磁极,其次“杠B”相激磁时的角度有π/2,转子磁极位于“杠A”相前缘(图中转子的S极位于A相的左侧)时,使磁极“杠B”相开始激磁。
为什么?因为高速时,受线圈电感的影响,使A相电流的关断时间延长,B相电流上升时间也延长,因此,产生最大转矩加速的角度,其值随速度变快而变大。
这种控制方式是直接或间接地检测出转予(或负载)的位置或速度,然后通过反馈和适当的处理,自动地给出步进电机的驱动脉冲序列,这个驱动脉冲序列是根据负载或转子的位置而随时变化的这种控制方式的实现方法很多,在要求精度很高的场合,结合微步驱动技术及微型计算机控制技术,可以实现很高的位置精度要求。
闭环步进电机的优势
a、随着输出转矩的增加,二者的速度均以非线性形式下降,但是,闭环控制提高了矩频特性。
b、闭环控制下,输出功率/转矩曲线得以提高,原因是,闭环下,电机励磁转换是以转子位置信息为基础的,电流值决定于电机负载,因此,即使在低速度范围内,电流也能够充分转换成转矩。
C、闭环控制下,效率一转矩曲线提高。
d、采用闭环控制,可得到比开环控制更高的运行速度,更稳定、更光滑的转速。
e、利用闭环控制,步进电动机可自动地、有效地被加速和减速。
 f、闭环控制相对开环控制在快速性方面提高的定量评价,可借助比较IV步内通过某个路径间隔的时间得出:
g、应用闭环驱动,效率可增到7.8倍,输出功率可增到3.3 倍,速度可增到3.6倍。闭环驱动的步进电机的性能在所有方面均优于开环驱动的步进电动机。步进电机闭环驱动具有步进电动机开环驱动和直流无刷伺服电机的优点。因此,在可靠性要求很高的位置控制系统中,闭环控制的步进电动机将获得广泛应用。
步进电机开环与闭环有何区别1、开环控制内容让对方执行就好了。没有反馈。 闭环控制需要对方执行并且报告给你。要有反馈。2、是否对当前控制起作用。开环控制一般是在瞬间就完成的控制活动,闭环控制一定会持续一定的时间,可以借此判断。http://m.elecfans.com/article/667817.html再来说楼主的想法,百度关键词“空调伺服电机”就能知道市场都有这种产品了,楼主还在井底意淫呢。那么伺服和变频有什么不同?1变频其实是指电力传动的工作方式和结构原理,而伺服强调的是控制性能和应用结果,二者并不是同一个范畴内的概念。2 如果真的要把他们放在一起比较的话,或许用“同样采用变频驱动技术,交流伺服与一般的变频(电机)驱动系统相比有哪些特别之处”这样的提法会显得更合适些。  1)一般的变频驱动系统,解决的是为设备机电系统提供机械传动所需动力的问题,用以驱动负载产生速度、压力,有时也会用于实现简单的位置控制;而伺服系统的目的则是为了给系统提供高动态、高精度的位置、速度或转矩/力的控制。正是这种在应用对象上的巨大差别,让这两种“变频驱动”系统在很多方面都表现出极大的差异。普通变频驱动系统对于速度、压力、位置...等应用对象在指令更新的时间精度上往往并没有太高的要求,这当然与其相对较低的应用精度有很大的关系。新的控制指令数据早晚几个毫秒送达,对驱动性能的影响几乎可以不用考虑,输入指令的刷新周期出现个几毫秒甚至几十毫秒的偏差,基本上也是可以接受的。因此,我们可以看到以往的变频器通常会采用模拟量或者现场总线作为其控制指令的输入端口;而尽管现在以太网技术在变频器产品中已经越来越普及,但却也很少有使用实时以太网的。      2)而伺服系统就不同了,较高的控制精度要求其必须将每次指令更新的时间刻度精确到微妙级,并能够以极为确定的时间周期进行实时的数据交互。否则,失之毫厘便会谬以千里,无法达到所需的运动控制性能。这就是为什么长期以来,伺服驱动器都需要使用高频脉冲串和专用运控总线作为控制输入的一个重要原因;而如果要将以太网作为伺服驱动的控制端口,则必须采用具备时间确定性的实时以太网技术。      3)在自动化应用中,只要是闭环控制系统,就需要能够在一定的时间窗口内对应用负载端的动作偏差作出反应并及时调节,变频驱动如此,交流伺服也是一样。但由于伺服系统常常需要应对较高的控制精度,须能以更快的速度对更加细微的误差作出响应,因此其响应调节的时间周期也就必须更短,通常都得是毫秒甚至微秒级的。与此相对应,很多伺服产品的速度频响带宽(BandWidth)都能够达到 kHz 级别。而反观一般的变频驱动产品,这个频响带宽往往也就在几百 Hz。       4)要能够及时响应应用端的动作误差,自然离不开来自负载侧的速度和位置反馈。正如前文中所述,系统中是否有用于实现控制的面向应用对象的反馈机制,是伺服区别于一般的电机传动技术的一个重要标志。同时,还是因为在控制精度和响应速度上的高要求,伺服应用的反馈往往需要具备极高的测量精度和分辨率,以做到对包括速度、压力、位置...等在内的应用对象的任何细微动态变化都足够敏感,在这种情况下,几千线的电机反馈,其实已经很难满足伺服应用的性能要求了。当然,现在通用的变频驱动系统采用闭环反馈的控制方式也已经很普遍了,但总的来说,它们对应用端反馈在测量精度和分辨率等方面的各项要求远不如伺服运控系统那么高,并且多以速度反馈为主,很多时候,简单的 PG 反馈也就足够了。        5)运行模式指的是系统所要控制的应用对象类型是位置、速度还是转矩。从这个角度看伺服系统大都还是以位置模式为主的,有时会根据应用需求切换到速度或转矩模式;而对于一般的变频系统来说,主要就是速度和转矩模式了,少数变频产品会有一些简单的位置模式可供选择。控制方式说的是在实现对某个应用对象的控制时,采取怎样的方法。这个,在伺服系统里,基本就只有矢量控制了,显然,这是由伺服应用本身所要达到的控制精度决定的。而在通用的变频系统中,为了能够满足不同类型和级别的应用需求,可供选择的控制方式就有很多,比如:电压/频率(v/f)、直接转矩、矢量控制...等等。这一点也再次印证了我们之前所说的,伺服和变频其实是两个不同范畴的概念,伺服强调的是控制性能和应用结果,所以在系统配置时更关注运行模式;而变频其实指的是电力传动的工作方式和结构原理,因此在使用时会更看重控制方式。          6)为了能够达到较高的控制精度和应用性能,伺服运控系统对配套电机和执行机构的选择通常会有着极为严格的要求。这不仅仅体现在永磁同步电机的使用上,还包括对适配电机各项规格的制定和设计以及不同类型的电机执行机构的选择方面,例如:  ■须根据负载和运行曲线,基于堵转转矩(力)、峰值转矩(力)和额定速度选择电机,并匹配机械传动速比;  ■更低的转子惯量用于提升动态性能、中/高惯量用于提升控制的稳定性;  ■专用电气连接端口,以提升系统的 EMC 电磁兼容(抗干扰)性能;  ■不同类型机械动力输出的连接方式(如:标准输出轴、空心轴、法兰输出...),以适应不同类型的应用负载;  ■多种电机和动力执行机构选项(如:直线电机、直驱电机、集成减速机电机、直线电动缸...),以满足各类运控应用的性能需求。而这些苛刻的要求在一般的变频系统中就不多见了。大部分的通用变频应用都会采用异步电机(有些应用会使用永磁同步电机,多数是出于节能的角度考虑),选型时需要考虑的主要就是功率、额定转速和工作制...等等;除此以外就是基于应用环境,选择电机的防护等级、冷却方式、安装方式...等等。而对于电机惯量、电气连接、输出方式...等方面,就没有太过严苛的要求,同时厂家基本上也不会用所谓的“配套组合”来限制用户对于电机品牌的选择。       7)此外,由于伺服所面对的往往是那些要求高精度、高动态响应的应用环境,因此总体负载也会相对较轻,其总体输出功率的范围一般也就在几十千瓦以内,比起以动力传动见长的变频驱动系统来说会小很多;而那些负载较重的运控应用,通常都并不会有过高的响应特性需求,一般来说异步变频也是可以满足要求的。总结上述伺服和变频的技术比较,更多其实还是侧重在应用的角度来看待它们二者之间的差别,而并没有涉及到太多关于产品本身的部分,比如:三环的差异、内部结构和组成元器件的不同、过载能力的差异...等等。       http://article.cechina.cn/18/0916/06/20180916064125.htm

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