上海躍爾自動化科技有限公司
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3、伺服單元 2003年美國IR公司推出單芯片速率伺服控制系統(tǒng)，它內(nèi)部包括：電機矢量FOC控制器、電流PI調(diào)節(jié)器、速度PI調(diào)節(jié)器、SVPWM調(diào)制器、傳感器接口、SPI和并行通信接口等。IR公司推出的單芯片速率伺服控制系統(tǒng)的最重要特點是，允許用戶對上百種參數(shù)進行實時的和初始化給定。下圖所示速率伺服控制系統(tǒng)是我們利用IR公司芯片構(gòu)建的應(yīng)用系統(tǒng)。 我們在伺服控制系統(tǒng)方面有幾十年的積累，并通過與美國IR公司、美國AD公司等的合作研制出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的單芯片高精度運動控制系統(tǒng)方案。 該技術(shù)在一片F(xiàn)PGA中實現(xiàn)了FOC控制器、電流PI調(diào)節(jié)器、速度PI調(diào)節(jié)器、位置PID調(diào)節(jié)器、速度前饋控制器、IIR濾波器、SVPWM調(diào)制器、梯形速度軌跡生成器、位置指令處理器、監(jiān)控與保護環(huán)節(jié)、通訊模塊、寄存器堆等所有伺服控制模塊，并且在內(nèi)部集成了CPU，可以完成鍵盤、顯示及外部通訊控制，為真正的數(shù)字可編程片上系統(tǒng)(SOPC)。 由于所有控制算法均用硬件實現(xiàn)，所以伺服控制器可以達到相當高的性能，其電流環(huán)與速度環(huán)采樣頻率均可達到20kHz，位置環(huán)采樣頻率可達10kHz以上，頻率指標主要由芯片本身性能限制。通過上位機可以訪問所有內(nèi)部寄存器，能實現(xiàn)各種控制目的。所有參數(shù)可以進行在線修改，包括開關(guān)頻率、死區(qū)時間、調(diào)節(jié)器參數(shù)、濾波器參數(shù)等。適應(yīng)于PMSM、IM、BLDCM等不同電機的驅(qū)動控制，并兼容霍爾傳感器、增量式/絕對式碼盤、磁編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器等各類傳感器接口信號。可以接收脈沖指令、模擬指令以及數(shù)字指令等各種輸入信號，并可通過上位機或控制面板完成所有操作功能。具有控制器識別碼接口，易于實現(xiàn)多軸控制。 這種單片控制器大大減少了系統(tǒng)體積，提高了抗干擾性，加上完善的保護措施，保證了系統(tǒng)運行的可*性。 4、伺服組件 伺服組件指：由伺服電動機、機械減速或耦合機構(gòu)、伺服控制器、傳感器等組成的一體化伺服機構(gòu)。例如：光驅(qū)主軸驅(qū)動模塊、機器人的關(guān)節(jié)、汽車電動助力機構(gòu)等等。對組件的基本要求是：體積小、重量輕（即高密度），一體化獨成系統(tǒng)，互換性、可復用性和高可*性等等。伺服組件是我們的重要研究方向。其中三軸和四軸組件更有特色，這些多軸伺服控制器通?？梢杂梢粋€FPGA運動控制IP核來實現(xiàn)。另外，伺服組件中的電磁兼容、熱分析與設(shè)計非常重要。 5、微小型CNC加工中心 CNC加工中心是伺服控制技術(shù)的大集成。小型CNC加工中心系統(tǒng)由輕巧型機床主體、高密度交流伺服電機、高精度編碼器、伺服單元和基于DSP+PC的數(shù)控系統(tǒng)五大部分組成，其顯著特點是擁有輕巧的外型，除采用自動虛擬刀庫外，具有常規(guī)CNC加工中心的功能和性能指標。與常規(guī)的CNC加工中心相比，該多軸加工系統(tǒng)具有更高的運行效率和更低的使用成本，在操作方便性、產(chǎn)品價格以及功能重組等許多方面都具有競爭力。它是一種能滿足計算機數(shù)字控制、自動化作業(yè)、高精度加工等普遍需求的普及型產(chǎn)品，是生產(chǎn)、教學、個人創(chuàng)造和勞動的有力助手。CNC加工中心是伺服控制技術(shù)應(yīng)用的典范。 小型CNC加工中心的XYZ運動軸的分辨率0.001 (mm)，重復精度0.01 (mm)，主軸（速率控制）轉(zhuǎn)速24000rpm，連動軸數(shù)4或5，支持DNC、 AUTO、EDIT等工作方式，支持G代碼及 Mastercam、 AutoCAD、 Pro/E 等加工數(shù)據(jù)。
編輯本段伺服控制的方式
一般伺服都有三種控制方式：速度控制方式，轉(zhuǎn)矩控制方式，位置控制方式。
1、轉(zhuǎn)矩控制
轉(zhuǎn)矩控制方式是通過外部模擬量的輸入或直接的地址的賦值來設(shè)定電機軸對外的輸出轉(zhuǎn)矩的大小，具體表現(xiàn)為例如10V對應(yīng)5Nm的話，當外部模擬量設(shè)定為5V時電機軸輸出為2.5Nm:如果電機軸負載低于2.5Nm時電機正轉(zhuǎn)，外部負載等于2.5Nm時電機不轉(zhuǎn)，大于2.5Nm時電機反轉(zhuǎn)（通常在有重力負載情況下產(chǎn)生）?？梢酝ㄟ^即時的改變模擬量的設(shè)定來改變設(shè)定的力矩大小，也可通過通訊方式改變對應(yīng)的地址的數(shù)值來實現(xiàn)。 應(yīng)用主要在對材質(zhì)的受力有嚴格要求的纏繞和放卷的裝置中，例如饒線裝置或拉光纖設(shè)備，轉(zhuǎn)矩的設(shè)定要根據(jù)纏繞的半徑的變化隨時更改以確保材質(zhì)的受力不會隨著纏繞半徑的變化而改變。
2、位置控制
位置控制模式一般是通過外部輸入的脈沖的頻率來確定轉(zhuǎn)動速度的大小，通過脈沖的個數(shù)來確定轉(zhuǎn)動的角度，也有些伺服可以通過通訊方式直接對速度和位移進行賦值。由于位置模式可以對速度和位置都有很嚴格的控制，所以一般應(yīng)用于定位裝置。應(yīng)用領(lǐng)域如數(shù)控機床、印刷機械等等。
3、速度模式
通過模擬量的輸入或脈沖的頻率都可以進行轉(zhuǎn)動速度的控制，在有上位控制裝置的外環(huán)PID控制時速度模式也可以進行定位，但必須把電機的位置信號或直接負載的位置信號給上位反饋以做運算用。位置模式也支持直接負載外環(huán)檢測位置信號，此時的電機軸端的編碼器只檢測電機轉(zhuǎn)速，位置信號就由直接的最終負載端的檢測裝置來提供了，這樣的優(yōu)點在于可以減少中間傳動過程中的誤差，增加了整個系統(tǒng)的定位精度。
4、伺服的三個環(huán)控制
伺服一般為三個環(huán)控制，所謂三環(huán)就是3個閉環(huán)負反饋PID調(diào)節(jié)系統(tǒng)。最內(nèi)的PID環(huán)就是電流環(huán)，此環(huán)完全在伺服驅(qū)動器內(nèi)部進行，通過霍爾裝置檢測驅(qū)動器給電機的各相的輸出電流，負反饋給電流的設(shè)定進行PID調(diào)節(jié)，從而達到輸出電流盡量接近等于設(shè)定電流，電流環(huán)就是控制電機轉(zhuǎn)矩的，所以在轉(zhuǎn)矩模式下驅(qū)動器的運算最小，動態(tài)響應(yīng)最快。 第2環(huán)是速度環(huán)，通過檢測的電機編碼器的信號來進行負反饋PID調(diào)節(jié)，它的環(huán)內(nèi)PID輸出直接就是電流環(huán)的設(shè)定，所以速度環(huán)控制時就包含了速度環(huán)和電流環(huán)，換句話說任何模式都必須使用電流環(huán)，電流環(huán)是控制的根本，在速度和位置控制的同時系統(tǒng)實際也在進行電流（轉(zhuǎn)矩）的控制以達到對速度和位置的相應(yīng)控制。 第3環(huán)是位置環(huán)，它是最外環(huán)，可以在驅(qū)動器和電機編碼器間構(gòu)建也可以在外部控制器和電機編碼器或最終負載間構(gòu)建，要根據(jù)實際情況來定。由于位置控制環(huán)內(nèi)部輸出就是速度環(huán)的設(shè)定，位置控制模式下系統(tǒng)進行了所有3個環(huán)的運算，此時的系統(tǒng)運算量最大，動態(tài)響應(yīng)速度也最慢。
5、三種控制方式的對比
如果對電機的速度、位置都沒有要求，只要輸出一個恒轉(zhuǎn)矩，當然是用轉(zhuǎn)矩模式。 如果對位置和速度有一定的精度要求，而對實時轉(zhuǎn)矩不是很關(guān)心，用轉(zhuǎn)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，用速度控制效果會好一點。如果本身要求不是很高，或者，基本沒有實時性的要求，用位置控制方式對上位控制器沒有很高的要求。 就伺服驅(qū)動器的響應(yīng)速度來看，轉(zhuǎn)矩模式運算量最小，驅(qū)動器對控制信號的響應(yīng)最快；位置模式運算量最大，驅(qū)動器對控制信號的響應(yīng)最慢。 對運動中的動態(tài)性能有比較高的要求時，需要實時對電機進行調(diào)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(qū)動器移到控制器上，減少驅(qū)動器的工作量，提高效率（比如大部分中高端運動控制器）；如果有更好的上位控制器，還可以用轉(zhuǎn)矩方式控制，把速度環(huán)也從驅(qū)動器上移開，這一般只是高端專用控制器才能這么干，而且，這時完全不需要使用伺服電機。
風機、泵類專用變頻器 Varispeed E7系列（三相400V級）
型號
CIMR-E7B4011
CIMR-E7B4015
CIMR-E7B4018
CIMR-E7B4022
CIMR-E7B4030
CIMR-E7B4037
CIMR-E7B4045
CIMR-E7B4055
CIMR-E7B4075
CIMR-E7B4090
CIMR-E7B4110
CIMR-E7B4132
CIMR-E7B4160WF5-60B416
WF30-95B416
KT10W-2P1115
KT10W-2N1115
KT8W-P111C
KT8W-N111C
KTH5W-P1216D
KTH5W-N1216D
KT5W-2P1116
KT5W-2N1116
KT5W-2P1113
KT5W-2N1113
KT5W-2P1213
KT5W-2P1113S24
KT5G-2P1111
KT5G-2P1121
KT5G-2P1211
KT5G-2P1221
KT5G-2P1311
KT5G-2P1321
KT5G-2N1111
KT5G-2N1211
KT5G-2N1311
KT5G-2N111S16
KT5G-2P1112
KT5G-2N1112
KT5G-2P1212
KT5G-2N1212
KT5G-2P1114
KT5G-2N1114
KT5W-2P1116
KT5W-2N1116
KT5L-P3611
KT5L-N3611
KTL5G2-P11
KTL5G2-N11
KT3W-P1116
KT3W-N1116
KT3G-P1116
KT3G-N1116
KT2R-2B3711
KT2G-2B3711
KT2G-2B3721
KT6W-P5116
KT6W-P6116
KT6W-N5116
KT6W-N6116
KT1M-P1
KT1M-P2
LUT2-P1116
LUT2-N1116
CSL1-P11
CSL1-N11
CS81-P1112
CS81-P3612
CS84-P1112
CS84-N1112
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IM08-02BPS-ZT1
IM08-02BNS-ZT1
IM08-04NPS-ZW1
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IM08-04NPS-ZT1
IM08-04NNS-ZT1
IM08-02BNO-ZTO
IM08-05BNS-ZW1
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IM08-1B5PS-ZW1
IM05-0B8PS-ZW1
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IM08-01B5PS-ZW1
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IQ08-04NPS-KTO
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WT27-2F440
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WT12-2P430
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WL12-2N130
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WT12-2P130
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WL12-2P430
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WL12-2B560S37
KT3W-N1116
KT5G-2P1111
NT6-03022
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WT9-2P151
WT9-2N130
WL9-2P430
WT9-2P330
WT9-2P430
WT9-2P410
WT9-2P130
WT9-2P141
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