TOYO伺服電機控制方式有脈沖、模擬量和通訊控制這三種,在不同的應用場(chǎng)景下,該如何確定選擇TOYO伺服電機控制方式?

在一些小型單機設備,選用脈沖控制實(shí)現電機的定位,應該是最常見(jiàn)的應用方式,這種控制方式簡(jiǎn)單,易于理解。基本的控制思路:脈沖總量確定電機位移,脈沖頻率確定電機速度。選用了脈沖來(lái)實(shí)現TOYO伺服電機的控制,翻開(kāi)TOYO伺服電機的使用手冊,一般會(huì )有如下這樣的表格:

第一種,驅動(dòng)器接收兩路(A、B路)高速脈沖,通過(guò)兩路脈沖的相位差,確定電機的旋轉方向。如上圖中,如果B相比A相快90度,為正轉;那么B相比A相慢90度,則為反轉。運行時(shí),這種控制的兩相脈沖為交替狀,因此我們也叫這樣的控制方式為差分控制。具有差分的特點(diǎn),那也說(shuō)明了這種控制方式,控制脈沖具有更高的抗干擾能力,在一些干擾較強的應用場(chǎng)景,優(yōu)先選用這種方式。但是這種方式一個(gè)電機軸需要占用兩路高速脈沖端口,對高速脈沖口緊張的情況,比較尷尬。

第二種,驅動(dòng)器依然接收兩路高速脈沖,但是兩路高速脈沖并不同時(shí)存在,一路脈沖處于輸出狀態(tài)時(shí),另一路必須處于無(wú)效狀態(tài)。選用這種控制方式時(shí),一定要確保在同一時(shí)刻只有一路脈沖的輸出。兩路脈沖,一路輸出為正方向運行,另一路為負方向運行。和上面的情況一樣,這種方式也是一個(gè)電機軸需要占用兩路高速脈沖端口。

第三種,只需要給驅動(dòng)器一路脈沖信號,電機正反向運行由一路方向IO信號確定。這種控制方式控制更加簡(jiǎn)單,高速脈沖口資源占用也最少。在一般的小型系統中,可以?xún)?yōu)先選用這種方式。

在需要使用TOYO伺服電機實(shí)現速度控制的應用場(chǎng)景,我們可以選用模擬量來(lái)實(shí)現電機的速度控制,模擬量的值決定了電機的運行速度。模擬量有兩種方式可以選擇,電流或電壓。電壓方式,只需要在控制信號端加入一定大小的電壓即可。實(shí)現簡(jiǎn)單,在有些場(chǎng)景使用一個(gè)電位器即可實(shí)現控制。但選用電壓作為控制信號,在環(huán)境復雜的場(chǎng)景,電壓容易被干擾,造成控制不穩定;電流方式,需要對應的電流輸出模塊。但電流信號抗干擾能力強,可以使用在復雜的場(chǎng)景。

采用通信方式實(shí)現TOYO伺服電機控制的常見(jiàn)方式有CAN、EtherCAT、Modbus、Profibus。使用通信的方式來(lái)對電機控制,是目前一些復雜、大系統應用場(chǎng)景首選的控制方式。采用通信方式,系統的大小、電機軸的多少都易于裁剪,沒(méi)有復雜的控制接線(xiàn)。搭建的系統具有極高的靈活性。

TOYO伺服電機的速度控制和轉矩控制都是用模擬量來(lái)控制的。位置控制是通過(guò)發(fā)脈沖來(lái)控制的。具體采用什么控制方式要根據客戶(hù)的要求,滿(mǎn)足何種運動(dòng)功能來(lái)選擇。如果您對電機的速度、位置都沒(méi)有要求,只要輸出一個(gè)恒轉矩,當然是用轉矩模式。

如果對位置和速度有一定的精度要求,而對實(shí)時(shí)轉矩不是很關(guān)心,用轉矩模式不太方便,用速度或位置模式比較好。如果上位控制器有比較好的閉環(huán)控制功能,用速度控制效果會(huì )好一點(diǎn)。如果本身要求不是很高,或者,基本沒(méi)有實(shí)時(shí)性的要求,用位置控制方式對上位控制器沒(méi)有很高的要求。

就伺服驅動(dòng)器的響應速度來(lái)看,轉矩模式運算量最小,驅動(dòng)器對控制信號的響應最快;位置模式運算量最大,驅動(dòng)器對控制信號的響應最慢。

對運動(dòng)中的動(dòng)態(tài)性能有比較高的要求時(shí),需要實(shí)時(shí)對電機進(jìn)行調整。那么如果控制器本身的運算速度很慢(比如PLC,或低端運動(dòng)控制器),就用位置方式控制。如果控制器運算速度比較快,可以用速度方式,把位置環(huán)從驅動(dòng)器移到控制器上,減少驅動(dòng)器的工作量,提高效率(比如大部分中高端運動(dòng)控制器);如果有更好的上位控制器,還可以用轉矩方式控制,把速度環(huán)也從驅動(dòng)器上移開(kāi),這一般只是高端專(zhuān)用控制器才能這么干,而且,這時(shí)完全不需要使用TOYO伺服電機。

一般說(shuō)驅動(dòng)器控制得好不好,每個(gè)廠(chǎng)家的都說(shuō)自己做的最好,但是現在有個(gè)比較直觀(guān)的比較方式叫響應帶寬。當轉矩控制或者速度控制時(shí)通過(guò)脈沖發(fā)生器給他一個(gè)方波信號,使電機不斷的正轉、反轉,不斷的調高頻率,示波器上顯示的是個(gè)掃頻信號,當包絡(luò )線(xiàn)的頂點(diǎn)到達最高值的70.7%時(shí)表示已經(jīng)失步,此時(shí)的頻率的高低,就能顯示出誰(shuí)的產(chǎn)品牛了,一般的電流環(huán)能作到1000Hz以上,而速度環(huán)只能作到幾十赫茲。