伺服電機經常噪聲發生的原因在哪裏?一文替你解惑
發布日期:
2022-05-31

在使用伺服電機的過程中,有些用戶會(hui) 發現伺服電機經常會(hui) 發生很大的噪聲,電機帶動負載運轉不穩定等現象。當發現這個(ge) 問題時,很多用戶的第一反應就是伺服電機質量不好,因為(wei) 有時換成步進電機或是變頻電機來拖動負載,噪聲和不穩定現象卻反而小很多。表麵上看,確實是伺服電機的原故,且慢,請聽我們(men) 慢慢分析伺服電機的工作原理後,你會(hui) 發現這種結論是完全錯誤的。

先來說說伺服係統的結構。常見的交流伺服係統包括:伺服驅動器、伺服電機和一個(ge) 反饋傳(chuan) 感器(一般伺服電機自帶光學編碼器)。

交流伺服係統是一個(ge) 響應非常高的全閉環係統,負載波動和速度較正之間的時間滯後響應是非常快的,此時,真正限製了係統響應效果的是機械連接裝置的傳(chuan) 遞時間。

所有這些部件都在一個(ge) 控製閉環係統中運行:驅動器從(cong) 外部接收參數信息,然後將一定電流輸送給步進伺服電機,通過電機轉換成扭矩帶動負載,負載根據它自己的特性進行動作或加減速,傳(chuan) 感器測量負載的位置,使驅動裝置對設定信息值和實際位置值進行比較,然後通過改變電機電流使實際位置值和設定信息值保持一致,當負載突然變化引起速度變化時,編碼器獲知這種速度變化後會(hui) 馬上反應給伺服驅動器,驅動器又通過改變提供給伺服電機的電流值來滿足負載的變化,並重新返回到設定的速度。

在此舉(ju) 一個(ge) 簡單的例子:有一台機械,是用伺服電機通過V形帶傳(chuan) 動一個(ge) 恒定速度、大慣性的負載。整個(ge) 係統需要獲得恒定的速度和較快的響應特性,分析其動作過程:
當驅動器將電流送到電機時,電機立即產(chan) 生扭矩;一開始,由於(yu) V形帶會(hui) 有彈性,負載不會(hui) 加速到像步進電機那樣快;伺服電機會(hui) 比負載提前到達設定的速度,此時裝在電機上的編碼器會(hui) 削弱電流,繼而削弱扭矩; 隨著V型帶張力的不斷增加會(hui) 使電機速度變慢,此時驅動器又會(hui) 去增加電流,周而複始。

在這個(ge) 例子中,係統是振蕩的,電機扭矩是波動的,負載速度也隨之波動。其結果當然會(hui) 是噪音、磨損、不穩定了。不過,這都不是由伺服電機引起的,這種噪聲和不穩定性,是來源於(yu) 機械傳(chuan) 動裝置,是由於(yu) 伺服係統反應速度(高)與(yu) 機械傳(chuan) 遞或者反應時間(較長)不相匹配而引起的,即伺服電機響應快於(yu) 係統調整新的扭矩所需的時間。

找到了問題根源所在,我們(men) 就可以解決(jue) 這個(ge) 問題了,有以下幾種方法可嚐試解決(jue) :

a.增加機械剛性和降低係統的慣性,減少機械傳(chuan) 動部位的響應時間,如把V形帶更換成直接絲(si) 杆傳(chuan) 動或用齒輪箱代替V型帶。

b.降低伺服係統的響應速度,減少伺服係統的控製帶寬,如降低伺服係統的增益參數值。

這個(ge) 情況隻是發生噪聲,隻是不穩定的原因之一,並不一定就是伺服電機質量不好,針對不同的原因,會(hui) 有不同的解決(jue) 辦法,如由機械共振引起的噪聲,在伺服方麵可采取共振抑製,低通濾波等方法,總之,噪聲和不穩定的原因,基本上都不會(hui) 是由於(yu) 伺服電機本身所造成。看了上麵的分析,相信朋友們(men) 以後如果伺服電機出現噪音和不穩定的問題,就知道怎麽(me) 找出原因並解決(jue) 了。

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