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伺服通俗解讀 ——你真懂真理解伺服系統(tǒng)嗎?

2015年03月17日 10:28:44人氣:1610來源:福州歐士瑪自動化設備有限公司

     關于伺服、伺服驅動器、伺服電機、伺服系統(tǒng),隨便拿出去問,百分之九十九的人都是不熟悉不清楚不了解的,我想,就算是與伺服相關的工作人員,數(shù)控自動化等工控領域的技術人才,大多也覺得對伺服‘一知半解’。我接觸過很多伺服從業(yè)人員,銷售公司的業(yè)務、技術人員,數(shù)控自動化系統(tǒng)開發(fā)的電工、技術人員、工程師,乃至伺服品牌本身個崗位領域的人才,其中包括技術工程師。要說真的理解很深刻,還是感覺不明顯。
    當然,毫無疑問,對于本崗位本工作信息乃至技術,他們都是相當專業(yè)的,比如銷售人員,對于自銷伺服類比、系列、型號,選型、乃至技術特點,沒誰比他熟悉;比如售前技術工程師,對于每款伺服的特性、參數(shù)設置特點,乃至調試經(jīng)驗,尤其是*工程師,是專業(yè)專家級。
    但是,作為一個骨灰級電子愛好者,一位長期接觸過不少各式各樣電子產(chǎn)品,專業(yè)從事過高至某通信品牌基站通信設備維修,以及如今從事變頻、伺服、工控機、工控屏維修的電子產(chǎn)品維修人員,每每接觸到都能讀到,他們對伺服技術、性能、參數(shù)乃至故障原因,等等一些認知和理解伺服的渴求,接觸經(jīng)銷商、代理商,他們zui大的渴求和希望,就是我們能夠提供他們,當然不是設備損壞的維修技術。不難理解,他們工程師,每每出去,總是指不定遇到如何刁鉆,如何離奇古怪的技術問題,系統(tǒng)調試難題,而且,基本時間都相當緊迫(客戶大多都久攻不下、咨詢嘗試盡了想得到的種種方案可能)。伺服驅動器伺服系統(tǒng)是好的,裝上去卻不能按預計的方案工作,三百多項的伺服內部調試參數(shù)和上位機編程等等多個系統(tǒng)相輔相成的配合工作這,只要找不出原因結癥所在,問題就不能得到有效的解決。期待我們這些專攻電子技術、電路特性原理,乃至修復解決伺服故障的從業(yè)人員,能夠給個深刻的解讀方案、一種思路、一個靈感,就選得相當自然,和從分需求了。沒錯,作為維修人員,對伺服系統(tǒng)的硬件技術的確比較熟悉,由于這是智能系統(tǒng),也往往可以根據(jù)故障特性對參數(shù)設置,有另一層面的認識和理解,這是自然的。當然,術有專攻,*才能認知到位理解深刻,這是自然的規(guī)律。
    好了,閑話少說,得照照題,題目是‘伺服通俗解讀’。要很好照應題目,我想還要花些口舌,說些基礎、常識。
    伺服是什么?其實,伺服就是一個電機,和控制這個電機的驅動器。電機就叫伺服電機,驅動器自然叫伺服驅動器,‘伺服’源自于控制,控制的代名詞。——很顯然,為了控制電機,控制電機,專門研發(fā)出“伺服”這樣的一種系統(tǒng)。到此,可能很多人會奇怪:控制個電機為什么要做個這么復雜的系統(tǒng)呢?這不得不引入電機應用、原理以及發(fā)展的一些信息了。
    電機,是運用電磁原理,通電線圈在磁場環(huán)境產(chǎn)生作用力作用而轉動的一種電子產(chǎn)品。電子根據(jù)應用發(fā)展有直流電機、交流電機;直流又分有刷、無刷電機之分,主要是因為有刷電機必須定期更換碳刷,維護麻煩人類設計出刷電機;交流電機又分單相、三相、同步、異步等。電機是蒸汽機、內燃機外產(chǎn)生運動必須的載體,所以根據(jù)各自各樣的應用和工作要求,早期人類就設計出了如此多的電機品種和類別,各有各的特長和優(yōu)點,所以存在的相當長的一段時間,不過它們的固有缺點與特性,日漸不能滿足人類的需求,比如,所有電機的速度都不易控制,即使以控制速度見長的直流電機,要想準恒定定在某個轉速上還是很難很難的;又如,由電磁原理我們不難發(fā)現(xiàn),電機線圈通常是銅等低阻抗的材質組成,那么通電瞬間電流是可以很大很大的,磁場對線圈的作用力跟這個通過的電流密切先關,只有在電機轉起來轉速恒定,感抗恒定才使得電機的通電電流恒定,經(jīng)驗表明,啟動瞬間電機的電流是電機正常工作電流的5~10倍,而且,電機在低于3倍的電流之下,啟動乏力。這是電機至今的固有特點缺點,至此,我們也不難明白,通電中的電機一旦發(fā)生堵轉(通俗說就是掐死不動了),通電電流對其可是災難性的。同時我們也不難明白,相對于傳動系統(tǒng)來說,電機啟動瞬間的扭力可是具有很大破壞力的,因為跟正常工作狀態(tài)時的扭力差距太大。
    因此,人們一直以來都在著力研究電機的速度和扭力控制問題。后來,人們在變頻技術上得到突破,開發(fā)了變頻驅動器,它在一定程度上可以控制三相電機的數(shù)度,而且也一定程度緩解了電機啟動瞬間的扭力和轉動加速度問題。如今我們日常使用的升降電梯速度可變,和上產(chǎn)中的自動扶梯速度可變,基本都是運用變頻技術。變頻技術就是利用逆變技術控制電機的三相供電頻率電流可變,從而達到一定程度地控制電機在某個速度下恒定的目的。技術的關鍵點在于變頻器內可編程芯片(我們俗稱CPU)內部的算法,所以變頻器本身有許多參數(shù)供用戶在特定場合應用時調節(jié)合適的算法補償。
    伺服,就是在變頻的技術上發(fā)展出來的更進一步產(chǎn)品,其通過電機屁股上安裝編碼器反饋信息,驅動器內部的CPU再結合這個反饋信息生成控制三相電流輸出的脈沖,從而實現(xiàn)伺服電機的控制。伺服驅動器的“使能”,其實就是啟動一個設計好的三相電機動力電源的脈沖,使電機懸停在停止和轉動之間,那么這個既解決了電機啟動瞬間缺點所帶來的問題,也使得能伺服驅動器在接收到外界“電機轉動”指令使電機迅速轉動。那么,伺服內部的眾多參數(shù),不過就是分門類別地根據(jù)伺服應用在各種各樣各式的運用場合下,配合上位機、配合機械機床、配合特定的瞬態(tài)、力度的修補調整。
    我想,太專業(yè)的術語,外行人看不懂,行內人好像術語都明白都懂,卻想象不出其究竟是如何體現(xiàn)表現(xiàn)的。
    那么,伺服系統(tǒng),我們可以借助公司財務來理解,老板通常只會去跟財務人員說“我要分什么報表”、“我要什么收支情況”、“我要出差安排”等等等等,財務部就根據(jù)公司內部的一切信息方法進行計算,得出老板所需要的答案。伺服系統(tǒng)就是這么樣的一個系統(tǒng)。
 
 
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