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來自系統(tǒng)內(nèi)部的干擾
主要由系統(tǒng)內(nèi)部元器件及電路間的相互電磁輻射產(chǎn)生,如邏輯電路相互輻射、模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等。這都屬于控制器制造廠家對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行電磁兼容設(shè)計(jì)的內(nèi)容,一般在成熟的系統(tǒng)中很少發(fā)生。對(duì)于干擾的處理措施
1.加裝濾波器和電抗器
濾波是一種抑制傳導(dǎo)干擾的方法。在電源輸入端接上濾波器,可以抑制來自電網(wǎng)的噪聲對(duì)電路本身的侵害,也可以抑制由電路產(chǎn)生并向電網(wǎng)反饋的干擾。電源濾波器作為抑制電源線傳導(dǎo)干擾的重要單元,在設(shè)備或系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計(jì)中具有極其重要的作用。它不僅可抑制傳輸線上的傳導(dǎo)干擾,同時(shí)對(duì)傳輸線上的輻射發(fā)射也具有顯著的抑制效果。 所有電源濾波器都必須接地,因?yàn)闉V波器的共模旁路電容必須在接地時(shí)才起作用。一般的接地方法是除了將濾波器與金屬外殼相接之外,還要用較粗的導(dǎo)線將濾波器外殼與設(shè)備的接地點(diǎn)相連。接地阻抗越低濾波效果越好。濾波器盡量安裝在靠近電源入口處。濾波器的輸入及輸出端要盡量遠(yuǎn)離,避免干擾信號(hào)從輸入端直接耦合到輸出端。
2.安裝隔離變壓器
隔離變壓器初級(jí)電壓是電網(wǎng)電壓,這個(gè)電壓是針對(duì)于大地的電壓,而隔離變壓器次級(jí)電壓和大地不相連的。如果線圈比例為1:1的話,兩邊電流相同,進(jìn)行電氣隔離;可以消除部分諧波,有效的降低零地電壓。
3.外接屏蔽線
屏蔽是解決幅射干擾問題的重要且有效的手段,目的是切斷電磁波的傳播途徑。大部分幅射干擾問題都可以通過電磁屏蔽來解決,用電磁屏蔽的方法解決電磁干擾問題不會(huì)影響電路的正常工作,控制系統(tǒng)的抗*力關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行,而系統(tǒng)的可靠性則直接影響到企業(yè)的生產(chǎn)效率以及設(shè)備的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。隨著工業(yè)設(shè)備自動(dòng)化程度越來越高,控制技術(shù)問題也越來越不容忽視,有效地防止干擾可以提高系統(tǒng)的可靠性,讓設(shè)備更加穩(wěn)定的運(yùn)行。
運(yùn)動(dòng)伺服驅(qū)動(dòng)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)。
1、首先說電流環(huán):電流環(huán)的輸入是速度環(huán)PID調(diào)節(jié)后的那個(gè)輸出,我們稱為“電流環(huán)給定”吧,然后呢就是電流環(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(chǎng)感應(yīng)變?yōu)殡娏麟妷盒盘?hào))反饋給電流環(huán)的。
2、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。
3、位置環(huán):位置環(huán)的輸入就是外部的脈沖(通常情況下,直接寫數(shù)據(jù)到驅(qū)動(dòng)器地址的伺服例外),外部的脈沖經(jīng)過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(hào)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(hào)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。
伺服的電流環(huán)的PID常數(shù)一般都是在驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部設(shè)定好的,操作使用者不需要更改。
速度環(huán)主要進(jìn)行PI(比例和積分),比例就是增益,所以我們要對(duì)速度增益和速度積分時(shí)間常數(shù)進(jìn)行合適的調(diào)節(jié)才能達(dá)到理想效果。位置環(huán)主要進(jìn)行P(比例)調(diào)節(jié)。對(duì)此我們只要設(shè)定位置環(huán)的比例增益就好了。
位置環(huán)、速度環(huán)的參數(shù)調(diào)節(jié)沒有什么固定的數(shù)值,要根據(jù)外部負(fù)載的機(jī)械傳動(dòng)連接方式、負(fù)載的運(yùn)動(dòng)方式、負(fù)載慣量、對(duì)速度、加速度要求以及電機(jī)本身的轉(zhuǎn)子慣量和輸出慣量等等很多條件來決定,調(diào)節(jié)的簡(jiǎn)單方法是在根據(jù)外部負(fù)載的情況進(jìn)行大體經(jīng)驗(yàn)的范圍內(nèi)將增益參數(shù)從小往大調(diào),積分時(shí)間常數(shù)從大往小調(diào),以不出現(xiàn)震動(dòng)超調(diào)的穩(wěn)態(tài)值為值進(jìn)行設(shè)定。
當(dāng)進(jìn)行位置模式需要調(diào)節(jié)位置環(huán)時(shí),先調(diào)節(jié)速度環(huán)(此時(shí)位置環(huán)的比例增益設(shè)定在經(jīng)驗(yàn)值的zui小值),調(diào)節(jié)速度環(huán)穩(wěn)定后,在調(diào)節(jié)位置環(huán)增益,適量逐步增加,位置環(huán)的響應(yīng)比速度環(huán)慢一點(diǎn),不然也容易出現(xiàn)速度震蕩。
伺服驅(qū)動(dòng)器是用來驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)的,伺服電機(jī)可以是步進(jìn)電機(jī),也可以是交流異步電機(jī),主要為了實(shí)現(xiàn)快速,像那種走走停停、精度要求很高的場(chǎng)合用的很多。
變頻器就是為了將工頻交流電變頻成適合調(diào)速度的電流,用以驅(qū)動(dòng)電機(jī),現(xiàn)在有的變頻器也可以實(shí)現(xiàn)伺服控制了,也就是可以驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī),但伺服驅(qū)動(dòng)器和變頻器還是不一樣的
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