交流伺服电机速度控制模式实现方法研究

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1、2012年8月机床与液压Aug．2012第40卷第l5期MACHINETO0L&HYDRAULICSVo1．40No．15DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．15．014交流伺服电机速度控制模式实现方法的研究孙兴伟，侯广政，王可，吕光(沈阳工业大学机械工程学院，辽宁沈阳110870)摘要：简要介绍了交流伺服电机的基本控制原理以及速度控制模式下的控制原理，通过模拟量控制，使伺服电机在速度控制模式下以精确的转速旋转。通过设计外部控制电路，实现电机的一些基本动作。将伺服电机

2、的速度控制模式应用于某专用数控机床，用来驱动丝杠螺母机构，效果良好。关键词：交流伺服电机；速度控制模式；模拟量控制中图分类号：TM383．4+2文献标识码：A文章编号：1001—3881(2012)15—054—2ResearchontheImplementationMethod0fACServoMotorSpeedControlModeSUNXingwei，HOUGuangzheng，WANGKe，LVGuang(MechanicalEngineeringDepartment，ShenyangUn

3、iversityofTechnology，ShenyangLiaoning110870，China)Abstract：ThebasiccontrolprincipleofACservomotorandthecontroltheoryunderspeedcontrolmodeweredescribed．Throughtheanalogvariablecontro1．sen，omotorrotatedwithanexactspeedunderthespeedcontrolmode．Theexternal

4、controlcircuitsweredesignedtoachievethemotor'sbasicmovements．TheservomotorspeedcontrolmodewasappliedtoaspecificCNCmachinetools，todrivethescrewnutbodyandgoodeffectwasgotten．Keywords：Alternatingcurrentservomotor；Speedcontrolmode；Analogcontrol众所周知，交流伺服电机有

5、3种控制模式，包验平台，采用伺服电机速度控制模式进行驱动，探讨括：位置模式、速度模式和转矩模式，位置控制速度控制模式的实现方式。模式下需要使用上位机来进行上位运算及控制，运算1交流伺服电机速度控制原理量较大；速度和转矩模式下运算量较小，可以脱离上通常情况下，作位置控制用的永磁同步电动机伺位机，只利用伺服驱动器来进行模拟量控制。。上服系统是由内而外采用电流环、速度环和位置环组成位机价格较贵，所以，实现伺服电机的速度控制及转的三环系统。永磁同步伺服电动机伺服系统三环控制矩控制，对于简化控制方式、节约成本

6、也有着重要的框图。。如图1所示。意义。作者以某专用数控机床纵向丝杠螺母机构为实永磁同步电动机图1永磁I司步伺服电动机伺服系统三环控制框图由图1可知，伺服电机一般由3个环控制，最内流环的输入，所以速度环控制时就包含了速度环和电的是电流环，此环完全在伺服驱动器内部，控制电机流环，在速度和位置控制的同时系统实际也在进行电转矩，所以在转矩模式下驱动器的运算最小，动态响流的控制以达到对速度和位置的相应控制；最外环是应最快；中间环是速度环，通过检测电机编码器的信位置环，由于位置控制环内部输出就是速度环的输号来进

7、行负反馈PID调节，它的环内PID输出就是电入，位置控制模式下系统进行了所有3个环的运算，收稿日期：2011—07—06基金项目：辽宁省科技厅项目(05220008)；辽宁省百千万人才工程项目(2009921084)作者简介：孙兴伟(1970一)，女，博士，副教授，主要从事复杂曲面数控加工与控制、曲面数控轨迹优化、CAD／CAM／CAE等方面的研究。E—mail：sunxingw@126．corn。第l5期孙兴伟等：交流伺服电机速度控制模式实现方法的研究·55·此时的系统运算量最大，动态响应速度也最

8、慢。电流，从而把电机绕组电流限制在一个特定值。2速度控制模式下的控制原理3速度控制模式的具体实现交流伺服电机在速度控制模式下，位置控制环处3．1实现条件于闲置状态，只有速度环和电流环工作，其中通过模在以某专用数控机床纵向丝杠螺母机构为实验平拟量控制速度的速度控制器电路如图2所示。台的实验中，选取的伺服电机型号是安川SGMGH一09ACA型，额定功率0．85kW，额定转矩5．39N·m，额定转速1500r／min，最高转速3000r／min，滑动变速阻器型号为J2354