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当控制对象是改变位置时,变频器的选择要注意
来源:艾特贸易2017-06-04
简介(1) 位置控制的特点 ①从简单到高级,即仅在停止时,将位置目标对准的简单控制,到经常动作跟踪目标的快速动作高级控制; ②控制对象的位置以转速积分的形式变化; ③即使不在负
(1)位置控制的特点 ①从简单到高级,即仅在停止时,将位置目标对准的简单控制,到经常动作跟踪目标的快速动作高级控制; ②控制对象的位置以转速积分的形式变化; ③即使不在负载上直接装设位置传感器,可由电动机的旋转角高精度地推定其位置; ④需要可逆运转。 根据这些特点,控制方式分成以下三大类来选择变频器:开环位置控制、手动决定位置、闭环位置控制。 (2)开环位置控制的方式 对于仅把停止位置作为目标,而且停止位置精度要求不高的情况,广泛采用开环控制。通常采用的方法是将用作减速指令的限位开关等装设在目标位置的前面,从限位开关动作时刻开始,使电动机减速停止。从开始减速停止到实际上的停止需要时间(与减速特性有关),因而产生惯性行程,大体在目标位置上停止。减小惯性行程的误差与提高停止精度相关联。另外,作为决定减速开始时刻的方法,除限位开关外,也有采用启动后电动机的旋转角(PLGG的脉冲数)和经过的时间等。 为了减小惯性行程的误差,提高停止精度,利用减速开始点给定定时器,在限位开关动作前使电动机转速降到充分低的一定速度,从而控制停止指令后惯性行程,减小误差。为此目的的低速运转称为爬行。从高速到爬行速度的减速时刻,除用给定定时器外也可由另装设的限位开关信号得到。 (3)开环位置控制的设计要点 ①爬行速度要低,即速度控制范围要广; ②从爬行到停止的速度模式要相同; ③减速开始点给定用定时器精度要高;要满足上一条要求,需要再生制动功能或使用机械制动器。 要提高周期时间,需注意下面两点:极力缩短爬行时间、缩短到爬行速度的减速时间。为此,必须正确地决定制动开始时刻和使用有足够制动能力的变频器。作为实现开环控制的手段,根据所要求的标准可考虑下列组合。 ①通用变频器; ②通用变频器十制动单元; ③通用变频器十制动单元十机械制动器。 (4)手动决定位置的控制方式 变频器的控制是开环的,但借助人手进行反馈控制,在起重机等机械上也常被采用,此时变频器具有的寸动功能、微动功能是很方便的。 所谓寸动功能就是每操作一次就启动停止一次,短步距移动位置的功能。这一点利用变频器工作指令电路的通断容易实现。微动功能就是在运转按钮的操作期间,能以低速运转的功能,可以看作是手动的爬行。 (5)闭环位置控制方式 需要位置控制时可采用闭环控制。根据反馈信号取得方法的不同,闭环控制可分为下列两类:半闭环控制、全闭环控制。 全闭环控制是直接装设检测机械位置的传感器进行控制,半闭环控制是根据电动机的旋转角预测作为最终控制位置。半闭环和全闭环采用哪一种,要特别考虑下面两点来决定,通常多采用结构简单的半闭环控制。 ①因齿轮间隙加大、绳索或传动带的伸长引起精度下降; ②基准点的校正(复归原点)。 用于闭环位置控制中的变频器,要采用高级的伺服机构。 (6)闭环位置控制的设计要点 ①选用位置偏差小也能输出适当转矩的变频器(转矩增益大的变频器); ②补偿齿轮、滚珠丝杠等的齿隙(选用带有齿隙补偿功能的机种); ③根据所要求的精度减小滚珠丝杠的螺距; ④确定进行基准点的校正。 另外,为了使用方便和精度可采取这种办法,选择齿轮比、滚珠丝杠螺距、反馈脉冲降低等应使用对应于1个输入脉冲的位置变量为易于分辨的数值(例如0.1°或0.1mm)。 以机床进给控制为例,对于所要求位置精度的机种选择标准如下:1mm,通用变频器;10μm,通用伺服电动机用变频器;1μm,专用伺服电动机用变额器。 为了提高周期时间,应当考虑以下两点。 ①使用容量足够的变频器,以得到大的加减速转矩; ②极力降低负载惯性。 对于升降装置的位置控制,要考虑到稳定时的负载情况,应特别注意安全。