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西門子伺服控制器的電路及控制方式說明

點擊次數：2279 更新時間：2019-06-05

　　西門子伺服控制器是用來控制伺服電機的一種控制器，其作用類似于變頻器作用于普通交流馬達，屬于伺服系統的一部分，主要應用于高精度的定位系統。一般是通過位置、速度和力矩三種方式對伺服馬達進行控制，實現高精度的傳動系統定位，目前是傳動技術的產品。

　　西門子伺服控制器的電路也由三部分組成：

　　部分是電機整流電路，整流單元主要的拓撲電路是三相全橋不控整流電路，實質是一組共陰極與一組共陽極的三相半波可控整流電路的串聯，習慣將其中陰極連接在一起的三個晶間管稱為共陰極組；陽極連接在一起的三個晶閘管稱為共陽極組。

　　第二部分是功率驅動電路，功率驅動單元一般采用智能功率模塊，通過三相全橋整流電路對輸入的三相電或者市電進行整流，得到相應的直流。功率單元是使用功率電力電子器件進行整流、濾波、逆變的高壓變頻器部件，主要由整流橋、可控硅、電解電容、IGBT等器件組成。功率驅動單元的整個過程可以簡單的說就是AC-DC-AC的過程。

　　第三部分是電機控制電路，主電路采用數字信號處理器作為控制核心，可以實現比較復雜的控制算法，進行智能控制。

　　西門子伺服控制器的控制方式：

　　西門子伺服控制器控制按其結構可分成開環控制和閉環（半閉環）控制。如果詳細分類，開環控制又可分為普通型和反饋補償型，閉環（半閉環）控制也可分為普通型和反饋補償型。

　　1、反饋補償型開環控制

　　開環系統的精度較低，這是由于西門子伺服控制器的步距誤差、起停誤差、機械系統的誤差都會直接影響到定位精度。應采用補償型進行改進，這種系統且有開環與閉環兩者的優點，即具有開環的穩定性和閉環的性。不會因為機床的諧振頻率、爬行、失動等引起系統振蕩。反饋補償型開環控制不需要間隙補償和螺距補償。

　　2、閉環控制

　　由于開環控制的精度不能很好地滿足機床的要求，為了提高西門子伺服控制器的控制精度，根本的辦法是采用閉環控制方式。即不但有前身控制通道，而且有檢測輸出的反饋通道，指令信號與反饋信號比較后得到偏差信號，形成以偏差控制的閉環控制系統。

　　3、半閉環控制

　　對于閉環控制系統，合理的設計可以得到可靠的穩定性和很高的精度，但是直接測量工作臺的位置信號需要用如光柵、有磁尺或直線感應同步器等安裝、維護要求較高的位置檢測裝置。通過對傳動軸或絲杠角位移的測量，可間接地獲得位置輸出量的等效反饋信號。由于這部分傳動引起的誤差不能被閉環系統中不包含從旋轉軸到工作臺之間的傳動鏈，因此這部分傳動引起的誤差不能被閉環系統自動補償，所以稱這種由等效反饋信號構成的閉環控制系統為半閉環伺服控制器，這種控制方式稱為半閉環控制方式。

　　4、反饋補償型的半閉環控制

　　西門子伺服控制器控制補償原理與開環補償系統相同，由旋轉變壓器和感應同步器組成的兩套獨立的測量系統均以鑒幅方式工作。該系統的缺點是成本高，要用兩套檢測系統，優點是比全閉環系統調整容易，穩定性好，適合用做高精度大型數控機床的進給驅動。

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何全

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