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 伺服电动缸的全闭环控制与半闭环控制

在机电一体化产品中，常常要求对伺服电动缸的运动速度和位置加以控制，这往往归结为 对驱动机构运动的伺服电动缸进行速度和位置控制。下面，就结合电动缸的控制技术来说明 实际应用中经常遇到的几个基本概念。

位置指令表示要求交流伺服电机驱动的机构所期望达到的位置目标值，位置的实际值由 位移传感器或激光传感器来检测。如果位置检测器能直接检测出运动机构的位置，并把位置 信息反馈到输入端和位置指令进行比较，将其差值进行放大，控制伺服电机转矩，并控制位 置向目标点移动，这样的闭环控制在工程上常称为全闭环控制。如果位置检测器安装在伺服 电机轴上，通过检测电动机袖的角位移，间接地反映出运动机构的实际位置，这种方式构成 的闭环控制，通常称为半闭环控制。

为了在伺服系统中获得高精度的控制品质，矿业输送设备电动缸，能直接检测伺服电动缸活塞杆的实际位 置和实际速度，并作为反馈信息送入到系统的输入端与指令值进行比较。但实际上，在伺服电动缸的前端上安装位置和速度检测器是困难的。另外，连接伺服电机的机械耦合器、变速 机构、旋转轴等是否连接得很好，摩擦阻力的变化等复杂因素，也可能使伺服系统的稳定性 变坏。因此，在实际中，大都在伺服电机轴的非负载侧安装位置和速度检测器，取得反馈信 息．构成半闭环控制。反馈信息检阅点到实际执行机构之间的位置与速度就依靠机械装置本 身的精度来保证了。

对伺服系统来说，判断控制品质的好坏主要有以下三个方面：控制精度：输出量是否控 制在目标值所允许的误差范围内？快速性：输出量是否快速而准确地响应控制命令？响应速 度、服踪控制命令的能力如何？稳定性：伺服系统是否稳定？稳定是控制系统正常工作的前 提。

综合因素，当我们设计伺服电动缸时，也要从多方面角度考虑。这样才能得到的工作效率。

16， 使用大于额定电压值的直流电源电压驱动电机安全吗 ?

正常来说这不是问题，只要电机在所设定的速度和电流极限值内运行。因为电机速度与电机线电压成正比，因此选择某种电源电压不会引起过速，但可能发生驱动器等故障。

此外 ， 必须保证电机符合驱动器的电感系数要求，而且还要确保所设定的电流极限值小于或等于电机的额定电流。

事实上，如果你能在你设计的装置中让电机跑地比较慢的话 ( 低于额定电压 ) ，这是很好的。

以较低的电压 ( 因此比较低的速度 ) 运行会使得电刷运转反弹较少，而且电刷 / 换向器磨损较小，比较低的电流消耗和比较长的电机寿命。

17，伺服电动缸公司， 如何为我的应用选择适当的供电电源 ?

推荐选择电源电压值比所需的电压高 10%-50% 。此百分比因 Kt， Ke， 以及系统内的电压降而不同。驱动器的电流值应该足够传送应用所需的能量。记住驱动器的输出电压值与供电电压不同 ， 因此驱动器输出电流也与输入电流不相同。为确定合适的供电电流，需要计算此应用所有的功率需求，再增加 5% 。按 I = P/V 公式计算即可得到所需电流值。

推荐选择电源电压值比所需的电压高 10%-50% 。此百分比因 Kt， Ke， 以及系统内的电压降而不同。驱动器的电流值应该足够传送应用所需的能量。记住驱动器的输出电压值与供电电压不同 ， 因此驱动器输出电流也与输入电流不相同。为确定合适的供电电流，需要计算此应用所有的功率需求，二级电动缸，再增加 5% 。按 I = P/V 公式计算即可得到所需电流值。

18， 对于伺服驱动器我可以选择那种工作方式？

不同的模式并不全部存在于所有型号的驱动器中

19， 驱动器和系统如何接地？

a. 如果在交流电源和驱动器直流总线（如变压器）之间没有隔离的话，不要将直流总线的非隔离端口或非隔离信号的地接大地，这可能会导致设备损坏和人员伤害。因为交流的公共电压并不是对大地的，在直流总线地和大地之间可能会有很高的电压。

b. 在多数伺服系统中，所有的公共地和大地在信号端是接在一起的。多种连接大地方式产生的地回路很容易受噪音影响而在不同的参考点上产生流。

c. 为了保持命令参考电压的恒定，要将驱动器的信号地接到控制器的信号地。 它也会接到外部电源的地，伺服电动缸应用，这将影响到控制器和驱动器的工作（如：编码器的 5V电源）。

d.屏蔽层接地是比较困难的，有几种方法。正确的屏蔽接地处是在其电路内部的参考电位点上。这个点取决于噪声源和接收是否同时接地，或者浮空。要确保屏蔽层在同一个点接地使得地电流不会流过屏蔽层。

20， 减速器为什么不能和电机正好相配在标准转矩点?

如果考虑到电机产生的经过减速器的连续转矩，许多减速比会远远超过减速器的转矩等级。

如果我们要设计每个减速器来匹配满转矩，减速器的内部齿轮会有太多组合 ( 体积较大、材料多 ) 。

这样会使得产品价格高，且违反了产品的“高性能、小体积”原则。

21， 我如何选择使用行星减速器还是正齿轮减速器?

行星减速器一般用于在有限的空间里需要较高的转矩时，即小体积大转矩，而且它的可靠性和寿命都比正齿轮减速器要好。正齿轮减速器则用于较低的电流消耗，低噪音和高效率低成本应用。

22， 何为负载率 (duty cycle)?

负载率 (duty cycle) 是指电机在每个工作周期内的工作时间 / （工作时间 + 非工作时间）的比率。如果负载率低，就允许电机以 3 倍连续电流短时间运行，从而比额定连续运行时产生更大的力量。

23 ，标准旋转电机的驱动电路可以用于直线电机吗？

一般都是可以的。你可以把直线电机就当作旋转电机，如直线步进电机、有刷、无刷和交流直线电机。具体请向供应商咨询。

24 ，直线电机是否可以垂直安装，做上下运动？

可以。根据用户的要求，垂直安装时我们可以加装动子滑块平衡装置或加装导轨抱闸刹车。

25 ，在同一个平台上可以安装多个动子吗？

可以。只要几个动子之间不互相妨碍即可。

26 ，是否可以将多个无刷电机的动子线圈安装于同一个磁轨道上？

可以。只要几个动子之间不互相妨碍即可。