中大电机中大电机浅谈伺服电机噪音的问题

时间：2022-07-29

中大电机中大电机浅谈伺服电机噪音的问题

交流伺服系统包括:伺服驱动、伺服电机和反馈传感器(一般伺服电机都有自己的光学偏码器)。所有这些部件都在控制闭环系统中运行:驱动器从外部接收参数信息，然后向电机输送一定的电流，通过电机转换为扭距来推动负载。负载根据自身特点移动或减速。传感器测量负载的位置，使驱动装置比较设置信息值和实际位置值，然后通过改变电机电流保持实际位置值和设置信息值一致。当负载突然变化导致速度变化时，偏码器会立即对伺服控制器做出反应，驱动器会通过改变提供给伺服电机的电流值来满足负载的变化，并返回设定的速度。交流伺服系统是一个响应非常高的全闭环系统，负载起伏和速度正之间的时间滞后响应非常快。此时，机械连接装置的传输时间真正限制了系统的响应效果。
举一个简单的例子：有一台机器，通过V带用伺服电机驱动稳定的速度和大惯性的负载。整个系统需要得到恒定的速度和快速的响应特性，分析其动作过程：当驱动器将电流输送到电机时，电机立即产生扭矩距离；一开始，由于V带有弹性，负载不会像电机那样快；伺服电机比负载更早达到设定的速度，时装在电机上的偏差会削弱电流，然后削弱扭矩距离；随着V带张力的增加，驱动器会增加电流，循环。
在这种情况下，系统波动，电机扭矩波动，负载速度波动。结果当然是噪音、损坏和不稳定。然而，这并不是由伺服电机引起的。这种噪声和不稳定性来自机械传动装置，这是由于伺服系统的反应速度（高）与机械传输或反应时间（长）不一致引起的，即伺服电机的响应时间快于系统调整新扭矩距离所需的时间。当然，找到问题的根源要容易得多。对于上述例子，您可以：
（1）增加机械刚度，降低系统惯性，减少机械传动部件的响应时间，如用直杆传动代替V带，或用齿轮箱代替V带。
(2)降低伺服系统的响应速度，降低伺服系统的控制带宽，如降低伺服系统的增益参数值。
当然，以上只是噪声和不稳定的原因之一。中大电机认为，由于不同的原因，会有不同的解决方案，如机械共振引起的噪声，伺服中可以采用共振抑制、低通滤波等方法。总之，噪声和不稳定的原因基本上不是伺服电机本身造成的。
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