伺服驱动器原理及应用培训课件

五、动态制动
动态制动是如何发生的？
第二种情况： 1.5kW以下的EDB伺服驱动器 的动态制动电路虽然是通过一个继 电器动作的，但实际上是用一个动 态制动电阻消耗电机转子能量。这 种方法使电机有一个较长的减速时 间和平滑的停机。
五、动态制动
动态制动是如何发生的？
第三种情况： 2kW以上的EDB伺服驱动器的动 态制动电路通过一个可控硅代替继 电器动作，这是与1.5kW以下的伺服 驱动器唯一不同的地方。电机转子 能量也是消耗在动态制动电阻上。 这种方法也使电机平滑的减速。
一、电流环
CPU
CPU比较电流指令和电流反 馈，作为结果的波形送入放大器， 再经过PWM后将信号送到功率晶体 管。
一、电流环
PWM
PWM（脉宽调制）是一种将模 拟信号转换为数字信号的方法。在模 拟信号上加上一个载波频率，其大小 依赖于功率模块的开关次数。每当模 拟信号与载频波形交叉时，PWM输出 就发生一次转换，一系列的转换就形 成了方波信号，其表现为模拟信号的 平均值，相当于该信号的数字形态。
再生值依赖三个因素：转矩、减速度和运动周期。这个值通常在选 型软件中计算并且显示为电阻功率。然而，如果需要也可以手工计算。
当再生电路中需要更大的元器件时必须有外部再生。有时，在一些 特殊应用中C1或R1的功率不够大，在这种情况下，就需要一个外部的电阻或 电容作为内部元器件的补充。
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五、动态制动
使用可控硅的动态制动
2.0kW以上的伺服驱动器都使用了可控硅触发动态制动， 以此替代继电器。但是需要注意的是，如果控制电源关闭，使用 可控硅的伺服驱动器的动态制动功能也将关闭。而使用继电器的 伺服驱动器，掉电或报警时保持动态制动状态。
五、动态制动
动态制动电阻
为了使动态制动电路工作，必 须有一些消除电机转子能量的途径， 这就是动态制动电阻的作用。这个 电阻消耗了电机的能量，从而使电 机快速停止成为可能。然而，有些 伺服驱动器（如双继电器版本）内 并没有动态制动电阻，那是因为电 机绕组的阻抗已经足够用于制动了。
六、再生
再生是在电机减速过程中的一 种动作，此时电机等效为一个发电 机。再生吸收了旋转负载的动能， 并将它转化为电能，回馈到驱动器。
六、再生
再生的目的
再生有两个主要功能：1）消耗运动负载的惯性能量；2）快速地对 主电容（C1）放电。
当一套EDB伺服系统运行在额定转速并且带着允许的最大负载惯量， EDB伺服驱动器必须吸收停止负载时产生的全部能量而不损坏系统。如果系统 运行在超过额定转速或者带着超过允许的最大负载惯量，那么必须有外部再 生。
5.0kW以下的EDB伺服驱动器都有内部电阻R1和电容C1。如果需要外部 再生，必须由技术服务人员将内部R1去掉，并且在P和B端子上外接电阻。
一、电流环
功率晶体管
在电流环中包括6个功率晶体管。 EDB伺服驱动器中使用的是IPM—智能功 率模块，内置有6个IGBT及其驱动电路， 另外，还包括过流检测、过热检测。 EDB-05使用了15A的IPM。 EDB-10/15使用了30A的IPM。 EDB-20使用了50A的IPM。 EDB-30/50使用了75A的IPM。
二、速度环
功能图
二、速度环
P/PI控制
三、位置环
功能图
三、位置环
脉冲指令
我们通过Pn008选择脉冲指令形态。Pn009的bit0、bit1 被设定为0表示正逻辑（上升沿），为1表示负逻辑（下降沿）。
三、位置环
平滑功能
平滑功能是对脉冲指令进行 加速度/减速度处理，在以下几种情 况下使用： 1）上位机无加速度/减速度功能。 2）脉冲指令频率太低。 3）电子齿轮比太高（超过10/1）。
三、位置环
前馈功能
前馈功能缩短定位时间。前 馈将使实际运动轮廓逼近指令运动轮 廓。通常前馈增益Pn017设定在80%以 下，对于大多数机械，设定超过80% 将会引起振动，使用前馈滤波Pn025 可以减小振动。
三、位置环
偏置功能
通过分配偏置（设定偏 差脉冲）到速度指令输出可 以减小最终的定位时间。该 功能将使实际运动轮廓逼近 指令运动轮廓。
五、动态制动
动态制动何时发生？
Servo Off：动态制动打开以保证安全。 Servo On：动态制动关闭。 伺服驱动器进入Servo Off状态，当： 1）S-ON输入信号关闭； 2）超程； 3）伺服报警发生； 4）主电源关闭。 当以上事件发生时，我们能够通过设定参数Pn004指定电机如何停机。
四、主回路
主电ห้องสมุดไป่ตู้充电
在主电容充电中，我们看到 一个继电器，RLY1。使用这个继电器 是出于安全的目的。它保护这个电路 并且限制上电时主电容C1的充电电流。
四、主回路
P-N电压
在DB1上的P-N电压是供电电 压的有效值，即右图中P点的电压读 数是310V。 V(RMS) = 220V * 1.41 = 310V
五、动态制动
动态制动的方法
通过动态制动使电机突然停 止的方法有两种：1）通过短接电机U、 V、W相的绕组；2）将转子能量消耗 到电阻上。
五、动态制动
动态制动是如何发生的？
第一种情况： 双继电器版本的EDB伺服驱 动器的动态制动电路使用一个继电 器造成电机绕组短路，从而使电机 紧急停机。当用在大功率伺服上时 这种方法不是很安全。
2019/9/21
六、再生
再生的目的
EDC伺服驱动器只有电容C1用于内部再生。如果需要外部再生，则需 要将外部再生单元接到驱动器的P和N端子上。如果一个系统中有多个这类的 伺服驱动器，通过将每一台驱动器的所有P端子连接在一起、所有N端子连接 在一起，可能可以增加再生的容量。这相当于将所有的C1并联。但是这必须 依赖于对系统执行周期的完整分析。
一、电流环 二、速度环 三、位置环 四、主回路 五、动态制动 六、再生 七、伺服选型
一、电流环
功能图
一、电流环
电流传感器
电流传感器CT1和CT2在电流环 中的作用就是感应通过电机的电流，并 且将它转换为一个模拟电压信号。然后 这个模拟电压信号经过PWM转换电路到 ASIC。在这里只需要2个电流传感器，因 为CPU能够根据公式Iu+Iv+Iw=0计算出W 相的电流。