伺服电机力矩控制应用案例

台达PLC_实例伺服控制实例参数设置及PLC程序

一、伺服控制实例参数设置

对于伺服控制的实例，需要设置控制器的参数，包括速度、位置、力矩等参数。在台达PLC中，可以通过MODBUS RTU协议或RS485接口来实现参数的读写。

在控制器参数设置中，一些关键参数是需要特别注意的，包括伺服电机的额定电流、最大速度及加速度、位置锁定误差等。参数设置的正确性对于伺服控制的精确性和安全性都有非常重要的影响。

伺服电机的参数设置也非常重要。其中最为重要的参数是转矩常数、每转编码器数等。这些参数的正确设置可以保证伺服电机的控制精度。

另外，伺服电机的额定电流和峰值电流也需要设置。这些参数对于电机的工作效率、性能和寿命都有极大的影响。

为了更加深入地了解伺服控制器参数设置的过程，下面以一台伺服电机控制器为例进行具体说明。

首先，需要设置伺服电机的参数，包括转矩常数、每转编码器数、额定电流和峰值电流等。

接着，需要根据机器的实际运行情况，设置伺服电机的最大速度和加速度等参数。这些参数的设置需要根据机器的实际运动情况和需求进行调整。

最后，需要设置位置锁定误差，以保证伺服电机可以准确地停在目标位置上。

二、PLC程序实例

下面以一个伺服控制的PLC程序为例进行说明。

1、程序功能说明

本程序的功能是通过PLC对伺服电机进行控制，保证电机可以精确地运动到目标位置。

具体实现方法是读取编码器的数据，然后与目标位置的数据进行比较，计算出电机需要运动的距离，然后根据伺服控制器的参数进行控制，使得电机能够精确地运动到目标位置。

2、程序流程图 下图为程序的流程图：

3、程序代码

以下是本程序的PLC代码：

（1）读取编码器数据

M0.0 EN

M0.1 INC

伺服电机转矩控制模式案例

现代工业生产中，伺服电机广泛应用于机器人、数控机床、印刷设备、纺织机械等领域。不同的应用场景需要不同的伺服电机控制方式，而转矩控制是伺服电机应用最为广泛的控制方式之一。下面介绍一件伺服电机转矩控制方式的应用案例。

某机械厂生产的自动化生产线上，一台伺服电机需要进行转矩控制。该伺服电机用于针织纺织设备上，主要用于控制纱线的进给速度。由于纱线质量对产品质量具有重大影响，因此对纱线的进给速度需要进行严格的控制，以保证产品质量。而伺服电机转矩控制方式能够有效地解决这个问题。

在该应用场景中，转矩控制方式的核心是通过输入电压/电流来控制伺服电机的转矩大小。根据纱线的要求，需要将纱线的进给速度控制在一个较小的范围内，因此需要对伺服电机的转矩进行实时调节。

具体控制方式如下：

1.采用磁编码器进行位置反馈

该机械厂选择了磁编码器作为伺服电机的位置反馈装置。通过磁编码器可以实时获取伺服电机转动的角度，并将该信息反馈给伺服电机控制器。据此控制器可以计算出伺服电机转速和转矩，从而实现对伺服电机的精确控制。

2.选用高精度控制器和驱动器

伺服电机控制器和驱动器是伺服电机控制的核心部件之一，能够直接影响伺服电机的性能和控制精度。该机械厂选用了高精度的伺服电机控制器和驱动器，以保证伺服电机的性能和控制精度。控制器通过磁编码器反馈的信息进行计算，控制驱动器输出的驱动电压和电流，从而实现对伺服电机转矩的实时控制。

3.根据纱线要求进行转矩控制

根据纱线的要求，该机械厂对伺服电机进行转矩调节。首先对纱线的进给速度进行预设，然后监测磁编码器的反馈信息和控制器的计算结果，通过调节伺服电机主轴的转矩大小，使得进给速度保持在预设的范围内。

交流异步电机伺服控制技术的应用

摘 要 对交流异步电机实现伺服控制是电机控制技术的一大突破，交流异步伺服控制技术在几种控制技术中具有明显的优势，控制功能和精度已经达到了同步伺服的水平，在各行业自动控制领域，特别是中、大功率运动控制系统有很好的应用前景。采用滑差频率矢量控制原理、系统级芯片SOC 和“软伺服”技术的时光全数字化交流伺服控制器，可应用于需要对位置、速度、加速度和转矩进行控制的各种领域。

关键词 交流异步电机 伺服控制 应用

1 交流异步电动机伺服控制系统

1.1交流异步电动机

交流异步电动机是应用最广的驱动设备，占总动力负载的85 % 左右。三相交流异步

电机具有效率较高、结构简单、牢固耐用、经济可靠以及成本较低等优点，在工业、农业和国民经济的各个部门中，具有极其重要的地位。三相交流异步电动机是由流过定子线圈的电流产生旋转磁场而令转子转动，旋转磁场和转子转动之间的速度差称为转差。转子的感应电流与转差成比例关系。为保证旋转磁场与感应电流保持正交关系，需要进行AC矢量控制。但与直流电机和交流同步电机的励磁（或永久）磁场相比，对交流异步电机的控制难度要大得多。在调速性能和改善功率因数，尤其是高精度伺服控制方面，技术上一直未取得突破。

随着微电子、电力电子与计算机技术的发展，变频技术出现，变频器不需改变电机结

构，通过改变电机输入电压及频率，扩大了电机的调速范围。但变频技术满足不了“高、精、尖”产品对于工业控制技术的要求。自动控制技术要求对电机的输出参数如位置、速度、加速度、转矩进行控制，即伺服控制。

时光科技有限公司自主研发了具有完全知识产权的全数字化交流伺服控制技术，实现

了对三相交流异步电机的高精度伺服控制。对交流异步电机实现伺服控制是电机控制技术的一大突破，使得交流异步电机在发挥固有的优势的基础上，大大扩展了应用领域。

伺服系统又称为随动系统，它的基本功能就是按照指令要求实现对执行机构运动的控制，使系统的输出精确地跟随指令值变化。其特点是：宽的调速范围，转速、转向可控；线性的机械特性和调节特性；快速响应；无自转现象（零速锁定）。

伺服电机计算选择应用实例

3 伺服电机计算选择应用实例

1． 选择电机时的计算条件 本节叙述水平运动伺服轴（见下图）的电机选择步骤。

例：工作台和工件的 W ：运动部件（工作台及工件）的重量（kgf）=1000 kgf

机械规格 μ ：滑动表面的摩擦系数=0.05

π ：驱动系统（包括滚珠丝杠）的效率=0.9

fg ：镶条锁紧力（kgf）=50 kgf

Fc ：由切削力引起的反推力（kgf）=100 kgf

Fcf ：由切削力矩引起的滑动表面上工作台受到的力（kgf）

=30kgf

Z1/Z2： 变速比=1/1

例：进给丝杠的（滚珠 Db ：轴径=32 mm

丝杠）的规格 Lb ：轴长=1000 mm

P ：节距=8 mm

例：电机轴的运行规格 Ta ：加速力矩（kgf.cm）

Vm :快速移动时的电机速度(mm-1)=3000 mm-1

ta :加速时间(s)=0.10 s

Jm :电机的惯量(kgf.cm.sec2)

Jl :负载惯量(kgf.cm.sec2)

ks :伺服的位置回路增益(sec-1)=30 sec-1

1.1 负载力矩和惯量的计算

计算负载力矩 加到电机轴上的负载力矩通常由下式算出:

Tm = + Tf

Tm :加到电机轴上的负载力矩(Nm)

F :沿坐标轴移动一个部件(工作台或刀架)所需的力(kgf)

L :电机转一转机床的移动距离=P×(Z1/Z2)=8 mm

Tf :滚珠丝杠螺母或轴承加到电机轴上的摩擦力矩=2Nm

F×L

2πη

伺服电机计算选择应用实例