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如何配置合適的音圈電機音圈馬達驅動控制?

返回列表 來源:同茂電機官網 瀏覽:- 發布日期:2020-03-24 10:01:44【

如何配置合適的音圈電機音圈馬達驅動控制?

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音圈電機是一種將電信號轉換成直線位移的直流伺服電機.它基于安培力原理,即通電線圈放在磁場中產生力,力的大小與施加在線圈上的電流成正比。音圈電機在理論上有無限分辨率、無滯后、高響應、高加速度、高速度、體積小且力特性好、控制方便等一系列優點,使它更適用于要求高加速度、高頻激勵、快速和高精度定位的控制系統中

同茂電機來說,我們習慣選擇美國COPLEY驅動器來驅動音圈電機平臺;1,性價比高;2,功能強大;3,多年實際應用經驗,能及時處理異常;當然瑞士Infranor 、以色列Servotronix 也都是性能突出的音圈電機驅動器;

Copley驅動器為廣泛的工業應用提供了高性能的運動控制方案,其中包括半導體,醫療器械,自動化裝配線,光伏,航空和包裝等行業。

控制模式:位置, 速度, 力矩;采用基于現場的轉矩、速度和位置控制,可實現優化的動態性能和循環時間,其中結合了加速前向進給和加速度受限的緩沖。

可選控制方式多樣化包括:通過現場總線、脈沖/方向或數字/模擬輸入,或集成到現有的控制設計;還可采用單機運行方式。

編程方便:驅動器參數化快速且方便,并可以使用免費的軟件快速編程;

主編碼器反饋:數字增量編碼器數字;霍爾模擬 sin/cos 編碼器 [-S 選項]; Resolver [-R 選項] ;輔助編碼器 / 編碼器

輸出;I/O - 數字;

ACJ系列是一款直流小功率音圈電機驅動器,支持CANopenDeviceNet通訊,兼容市面上的增量式的光電編碼器,對旋變提供14位的分辨率,同時也能接受模擬編碼器的信號

Xenus系列(CANopen驅動器)為工業標準型CANopen大功率音圈電機驅動。兩線交流提供6KW的電源,24V直流作為開關電源,提供了操作的靈活性。內部自帶Indexer控制功能、PVTS曲線功能,可自動調節PID參數,自動調相。反饋可匹配標準的增量編碼器,旋變,Sin/Cos模擬編碼器。

CopleyPLUS版本又增加了EtherCAT功能并提供了更多版本的反饋接口選項。PLUS版本驅動器還提高了A/D轉換的分辨率,以適合更快更好的電流控制。

音圈電機組成的伺服系統中,控制目標是運動機構的位置。由于執行結構和受控對象.慣性的存在簡單地將目標值(平臺預期位置)減去反饋回來的被控量(平臺實際位置)而形成的誤差信息作為控制信號驅動執行機構,往往很難使伺服系統的穩定性快速性和準確性達到要求,因此必須通過校正來改善伺服性能。所以引人PID校正網絡來改善平臺的運動性能,利用積分環節對穩定性進行改善,微分環節對動態性能進行改善,同時減小系統的控制誤差,我們可以采用PMAC的控制器來達到高精度應用,在細胞分析應用上,點到點低速,我們采用光柵編碼器10nm,一體式模組加工,重復定位精度可達0.1um,定位精度可達0.4um;這其中PMAC音圈電機控制器功不可沒;

PMAC音圈電機控制器主要有以下特點。

(1)適應多種硬件操作平臺。PMAC可以在IBM及其兼容機上運行,開發環境可以是98NTWins2000XP,而且可以選擇PCSTDVMEPCI等不同的總線形式。底層控制程序針對PMAC,使得控制軟件可以在不同的硬件平臺上使用。

(2)強大的伺服控制能力。一般來說,伺服能力過去經常用每小時完成的操作或者生產的合格零件數來衡量。但是,隨著近年來機械生產效率的提高及全自動化的要求,對于產品質量的要求大大提高了,幾乎超越了對生產率的要求,因而很難用單項指標來衡量系統的伺服控制能力。

(3)反饋與控制。由PMAC構成的數控體系,實現了通過在電機和負載上都使用傳感器從而同時獲得高精度和高穩定性完美結合。這一點的實現主要得益于其體系結構的兩個特點:一是采用了PIDNorch濾波器的組合。二是自適應技術的運用,在反饋環中的許多增益值都具有根據系統的具體配置狀況來自動調節的特點。這一反饋結構具有極強的靈活性,可以使數控系統在電機與負載耦合不太理想的情況下保持較高的數控伺服穩定性。

(4)插補與位置控制功能。在完成插補前,對零件程序進行譯碼、刀具補償、坐標位移計算、進給速度處理等的預處理,然后將數據送給軌跡生成器進行插補計算,給定各坐標軸一系列的命令位置值。借助于DSP的計算功能增強了PMAC的解算能力。DSP可以對常量、變量進行算術運算、邏輯運算以及超越運算,可以避免主機在進行這些操作時所造成的計算延遲和通信延遲。因此PMAC具有高速的處理能力、在運行中精確而平滑地計算三維位置和大的輸入帶寬等優良的伺服控制器能力。PMAC運動控制器可以進行直線與圓弧插補。位置控制功能主要是對坐標位置給定值與由位置檢測器測到的實際位置值進行比較并獲得偏差、進行自動加減速、回基準點、對伺服滯后量的監視與漂移補償,最后得到速度控制的模擬電壓以驅動電機。

(5)強大的變量和內存管理能力以及絕大部分地址的開放。當指定一個地址時,必須指出使用哪一半內存(XY),還是作為一個48位字來使用。如果使用了附件DPRAM,則DPRAM將被映射進PMAC內存空間的固定位置。PMAC卡與DPRAM配合可以獲得更多的功能和靈活性。利用DPRAM可以實現PMACPIC進行快速的數據和命令通信,在向PMAC寫數據時通常用于在實時狀態下快速的位置數據和程序信息的重復下載,在從PMAC讀數據時通常用于重復快速地獲得狀態信息,包括電機狀態、位置、速度、跟隨誤差等數據不斷地更新并被PLC程序或PMAC自動寫入DPRAMPC機能實時從DPRAM發送或獲取數據,從而快速完成通信。

(6)伺服系統的匹配。PMAC具有擴展的、模擬的和數字的輸入輸出能力,通過設置相應的參數和接口卡,就可以控制步進、交/直流伺服、音圈電機、直線電機,液壓伺服等各類電機。

(7)可以接受各類反饋。PMACDSP與受控軸之間的接口是通過被稱為DSPGATE的特殊門陣列ICS來實現的。每一個DSPGATE控制四路編碼器輸入和四個模擬輸出通道,PMAC可直接接受05V的增量式A/B正交編碼器信號,單端和差動輸入都可以。同時,使用合適的附件,它還能夠接受旋轉變壓器、絕對編碼器、模擬量或者磁致伸縮線性位移傳感器等的反饋。PMAC運動控制器高度的數據結構靈活性允許用戶為任一電機通道分配任一反饋編碼通道。

(8)PC通信。PMAC可通過串行端口、總線端口和雙端口RAM方式實現與上位機的通信。PMACRS-422接受器可以接收來自于RS-422信號,但噪聲容限則趨向最低。PMAC可以隨時與主機通信,甚至在一個運動序列中間也可以通信;PMAC將命令放入一個程序緩沖區在一個任務優先級程序控制下執行,提供數據以響應主機,如果命令是非法的,它將會向主機報錯。

(9)內裝軟件化的PLCPLC程序用于執行監視模擬和數字輸入,設置輸出,發送信息,監視運動參數,改變增益以及開始和停止運動等與運動不同步的操作。PMAC在處理器時間允許的情況下盡可能快地連續掃描它們的操作,最多可擴展到1024點。

(10)安全性。一個高性能的數控系統不僅要求強大的伺服控制能力,其安全性也具有十分重要的地位。安全性包括兩個方面:一是系統調試時在極限狀態過程中所表現的穩定性,這一點關系到調試人員的安全;二是系統在日常運行過程中所表現的系統損壞以及危及工作者安全的穩定性,這主要是指系統保持性能。PMAC所組成的數控系統的安全性是通過幾個極限狀態的限制來完成的。

在用音圈電機平臺模組解決高速高精密應用它是一個系統問題,需要根據實際應用需求來規劃硬件軟件,單機運行還是流水線式集中控制,解決方案完全不一樣;