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伺服通俗解讀

字體:[ ] 瀏覽次數(shù):1406次 發(fā)布時間:2015-10-25 關(guān)閉

關(guān)于伺服、伺服驅(qū)動器、伺服電機(jī)、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(guān)的工作人員,數(shù)控自動化等工控領(lǐng)域的技術(shù)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(wù)、技術(shù)人員,數(shù)控自動化系統(tǒng)開發(fā)的電工、技術(shù)人員、工程師,乃至伺服品牌本身個崗位領(lǐng)域的人才,其中包括技術(shù)工程師。要說真的理解很深刻,還是感覺不明顯。

當(dāng)然,毫無疑問,對于本崗位本工作信息乃至技術(shù),他們都是相當(dāng)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(shù)特點(diǎn),沒誰比他熟悉;比如售前技術(shù)工程師,對于每款伺服的特性、參數(shù)設(shè)置特點(diǎn),乃至調(diào)試經(jīng)驗(yàn),尤其是資深工程師,絕對是專業(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)從事過高至某著名通信品牌基站通信設(shè)備維修,以及如今從事變頻、伺服、工控機(jī)、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(shù)、性能、參數(shù)乃至故障原因,等等一些認(rèn)知和理解伺服的渴求,接觸經(jīng)銷商、代理商,他們最大的渴求和希望,就是我們能夠提供他們技術(shù)支持,當(dāng)然不是設(shè)備損壞的維修技術(shù)。不難理解,他們技術(shù)支持工程師,每每出去,總是指不定遇到如何刁鉆,如何離奇古怪的技術(shù)問題,系統(tǒng)調(diào)試難題,而且,基本時間都相當(dāng)緊迫(客戶大多都久攻不下、電話咨詢嘗試盡了想得到的種種方案可能)。伺服驅(qū)動器伺服系統(tǒng)是好的,裝上去卻不能按預(yù)計(jì)的方案工作,三百多項(xiàng)的伺服內(nèi)部調(diào)試參數(shù)和上位機(jī)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(jié)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(shù)、電路特性原理,乃至修復(fù)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(dāng)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(shù)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(shè)置,有另一層面的認(rèn)識和理解,這是自然的。當(dāng)然,術(shù)有專攻,資深才能認(rèn)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(yīng)題目,我想還要花些口舌,說些基礎(chǔ)、常識。

伺服是什么?其實(shí),伺服就是一個電機(jī),和控制這個電機(jī)的驅(qū)動器。電機(jī)就叫伺服電機(jī),驅(qū)動器自然叫伺服驅(qū)動器,‘伺服’源自于控制,精確控制的代名詞?!茱@然,為了控制電機(jī),精確控制電機(jī),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(jī)為什么要做個這么復(fù)雜的系統(tǒng)呢?這不得不引入電機(jī)應(yīng)用、原理以及發(fā)展的一些信息了。

電機(jī),是運(yùn)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(zhuǎn)動的一種電子產(chǎn)品。電子根據(jù)應(yīng)用發(fā)展有直流電機(jī)、交流電機(jī);直流又分有刷、無刷電機(jī)之分,主要是因?yàn)橛兴㈦姍C(jī)必須定期更換碳刷,維護(hù)麻煩人類設(shè)計(jì)出刷電機(jī);交流電機(jī)又分單相、三相、同步、異步等。電機(jī)是蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)外產(chǎn)生運(yùn)動必須的載體,所以根據(jù)各自各樣的應(yīng)用和工作要求,早期人類就設(shè)計(jì)出了如此多的電機(jī)品種和類別,各有各的特長和優(yōu)點(diǎn),所以存在的相當(dāng)長的一段時間,不過它們的固有缺點(diǎn)與特性,日漸不能滿足人類的需求,比如,所有電機(jī)的速度都不易控制,即使以控制速度見長的直流電機(jī),要想準(zhǔn)恒定定在某個轉(zhuǎn)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(jī)線圈通常是銅等低阻抗的材質(zhì)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(guān),只有在電機(jī)轉(zhuǎn)起來轉(zhuǎn)速恒定,感抗恒定才使得電機(jī)的通電電流恒定,經(jīng)驗(yàn)表明,啟動瞬間電機(jī)的電流是電機(jī)正常工作電流的5~10倍,而且,電機(jī)在低于3倍的電流之下,啟動乏力。這是電機(jī)至今的固有特點(diǎn)缺點(diǎn),至此,我們也不難明白,通電中的電機(jī)一旦發(fā)生堵轉(zhuǎn)(通俗說就是掐死不動了),通電電流對其可是災(zāi)難性的。同時我們也不難明白,相對于傳動系統(tǒng)來說,電機(jī)啟動瞬間的扭力可是具有很大破壞力的,因?yàn)楦9ぷ鳡顟B(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(jī)的速度和扭力控制問題。后來,人們在變頻技術(shù)上得到突破,開發(fā)了變頻驅(qū)動器,它在一定程度上可以控制三相電機(jī)的數(shù)度,而且也一定程度緩解了電機(jī)啟動瞬間的扭力和轉(zhuǎn)動加速度問題。如今我們?nèi)粘J褂玫纳惦娞菟俣瓤勺儯蜕袭a(chǎn)中的自動扶梯速度可變,基本都是運(yùn)用變頻技術(shù)。變頻技術(shù)就是利用逆變技術(shù)控制電機(jī)的三相供電頻率電流可變,從而達(dá)到一定程度地控制電機(jī)在某個速度下恒定的目的。技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)在于變頻器內(nèi)可編程芯片(我們俗稱CPU)內(nèi)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(yīng)用時調(diào)節(jié)合適的算法補(bǔ)償。

伺服,就是在變頻的技術(shù)上發(fā)展出來的更進(jìn)一步產(chǎn)品,其通過電機(jī)屁股上安裝編碼器反饋信息,驅(qū)動器內(nèi)部的CPU再結(jié)合這個反饋信息生成控制三相電流輸出的脈沖,從而實(shí)現(xiàn)伺服電機(jī)的精確控制。伺服驅(qū)動器的“使能”,其實(shí)就是啟動一個設(shè)計(jì)好的三相電機(jī)動力電源的脈沖,使電機(jī)懸停在停止和轉(zhuǎn)動之間,那么這個既解決了電機(jī)啟動瞬間缺點(diǎn)所帶來的問題,也使得能伺服驅(qū)動器在接收到外界“電機(jī)轉(zhuǎn)動”指令使電機(jī)迅速轉(zhuǎn)動。那么,伺服內(nèi)部的眾多參數(shù),不過就是分門類別地根據(jù)伺服應(yīng)用在各種各樣各式的運(yùn)用場合下,配合上位機(jī)、配合機(jī)械機(jī)床、配合特定的瞬態(tài)、力度的修補(bǔ)調(diào)整。

我想,太專業(yè)的術(shù)語,外行人看不懂,行內(nèi)人好像術(shù)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(wù)來理解,老板通常只會去跟財務(wù)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(wù)部就根據(jù)公司內(nèi)部的一切信息方法進(jìn)行計(jì)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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