1.了解工作模式

驅(qū)動模式和軸工作模式取決于應(yīng)用所需的運動類型，根據(jù)不同的應(yīng)用需求，可選擇扭矩模式、速度模式、位置模式或它們的組合來閉合控制環(huán)路。

位置控制模式

位置模式可以嚴(yán)格控制速度和位置，一般應(yīng)用于定位裝置。

根據(jù)不同的應(yīng)用，數(shù)字驅(qū)動器可能更適合用于閉合位置環(huán)；模擬驅(qū)動器無法閉合位置環(huán)，需要使用控制器。

扭矩模式

通過外部模擬量的輸入或直接賦值來設(shè)定電機軸對外的輸出轉(zhuǎn)矩的大小，主要應(yīng)用在對材質(zhì)有要求的纏繞和放卷的裝置中，例如繞線裝置、拉光纖設(shè)備、封蓋軸或沖床等。

模擬和數(shù)字驅(qū)動器都可以在扭矩模式下運行。

速度模式

通過模擬量的輸入或脈沖的頻率進行轉(zhuǎn)動速度的控制，一般用于要求控制速度卻不定位的場合中，比如收線機——收線速度要根據(jù)送線的情況快速調(diào)節(jié)，但不需要定位。

數(shù)字驅(qū)動器可以處理這些數(shù)據(jù)以閉合速度環(huán)。模擬驅(qū)動器由于沒有微處理器，因此需要增加模擬反饋，如測速發(fā)電機。

2.選擇控制方式

駕駛決策取決于機器的整體控制架構(gòu)。幾十年來，設(shè)計一直遵循這種架構(gòu)：可編程邏輯控制器 (PLC) 處理機器邏輯和輸入/輸出，而專用運動控制器則計算運動軌跡。

現(xiàn)代控制架構(gòu)變得更加靈活。個人電腦可以扮演運動控制器的角色，某些 PLC 也可以處理多軸運動，但高度協(xié)調(diào)的運動仍然需要運動控制器，選擇集中式控制還是分布式控制，往往是個痛點。

集中控制

集中控制是指所有的伺服驅(qū)動器都由一個中央控制器進行管理和控制。這種方式的特點是結(jié)構(gòu)簡單，易于維護和管理。然而，它的缺點是在于如果中央控制器出現(xiàn)問題，整個系統(tǒng)可能會受到影響，導(dǎo)致控制失效。

分布式控制

分布式控制則是將伺服驅(qū)動器分布在整個系統(tǒng)中，每個驅(qū)動器都配備有自己的控制器，這些控制器通過通信網(wǎng)絡(luò)相互連接，共同協(xié)作完成控制任務(wù)。

分布式控制的優(yōu)點在于其高度的靈活性和可擴展性，即使某個控制器出現(xiàn)問題，也不會影響到整個系統(tǒng)的運行。但是，這種方式的復(fù)雜性較高，維護和管理的難度也隨之增加。

數(shù)字驅(qū)動器提供了另一種選擇，一些數(shù)字驅(qū)動器具有足夠的計算能力，可以在沒有運動控制器的情況下自行進行路徑規(guī)劃。

3.明確電機要求

不同電機有不同驅(qū)動器要求。例如，無刷直流電機需要特定驅(qū)動器，而步進電機則需四組功率場效應(yīng)晶體管。根據(jù)不同的控制方式和要求，伺服電機的驅(qū)動器可分直流伺服電機驅(qū)動器、交流伺服電機驅(qū)動器和步進伺服驅(qū)動器。

01

直流伺服電機驅(qū)動器使用直流電源將電機的電流進行控制，其具有速度控制精確、控制原理簡單、價格便宜等優(yōu)點。直流伺服電機驅(qū)動器適用于一些小型的、功率較小的電機，如自動售貨機、自動販賣機等。

02

交流伺服電機驅(qū)動器使用交流電源將電機的電流進行控制，其具有良好的速度控制特性，在整個速度區(qū)間內(nèi)可實現(xiàn)精準(zhǔn)控制，高效率、高精確位置控制等優(yōu)點。交流伺服電機驅(qū)動器又可以分為同步伺服電機和異步伺服電機。

同步伺服電機主要采用永磁體等技術(shù)制造，具有更好的速度控制特性，適用于低慣量、低噪音等場合；異步伺服電機則通過使用電容或變壓器來改變轉(zhuǎn)子和定子之間的磁場，實現(xiàn)電機的控制。

03

步進驅(qū)動器是一種使用數(shù)字信號來控制電機的非常常用的驅(qū)動器（嚴(yán)格來說并不是完整的閉環(huán)）。步進驅(qū)動器通過改變電機的相位和電流來實現(xiàn)電機的控制。步進驅(qū)動器結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、適應(yīng)性強，廣泛應(yīng)用于自動化加工、包裝、印刷、紡織等領(lǐng)域。

雖然每種電機都有專用的驅(qū)動器，但也有混合驅(qū)動器可用于為多種類型的電機供電。在使用混合驅(qū)動器時，只需通過軟件正確連接和配置驅(qū)動器即可。

埃莫 Platinum Bell 伺服驅(qū)動器

Platinum Bell 可支持 2 個音圈電機、1 個無刷直流電機或二相步進電機。

4.考慮電源因素

為電機供電是驅(qū)動器的基本功能。要準(zhǔn)確定位負載，驅(qū)動器必須提供必要的電壓和電流，使電機能夠產(chǎn)生扭矩和速度。確定驅(qū)動器時，不僅需要考慮電機參數(shù)和應(yīng)用要求，還需要考慮驅(qū)動器本身的電源。

確定輸出功率

原始設(shè)備制造商常犯的一個錯誤是，根據(jù)應(yīng)用確定電機的尺寸，然后購買一個能讓電機以最高速度運行的驅(qū)動器。這種方法不僅無法優(yōu)化系統(tǒng)性能，還會導(dǎo)致錯誤，甚至過早出現(xiàn)故障。對于非常簡單的系統(tǒng)，以最大扭矩或最高轉(zhuǎn)速運行電機可能就足夠了，但重要的是要考慮整體情況。

驅(qū)動器有最大電流規(guī)格，但大多數(shù)驅(qū)動器也能在短時間內(nèi)超過峰值電流。這使得電機驅(qū)動器組合能夠產(chǎn)生突發(fā)的高扭矩，也稱為過扭矩或過電流模式。如果軸主要以較低扭矩運行，但偶爾需要高扭矩爆發(fā)，則可以購買較小、較便宜的驅(qū)動器，并在過流模式下使用，以提供扭矩峰值。不過，使用這種技術(shù)時必須小心謹慎，大多數(shù)驅(qū)動器只能在有限的時間內(nèi)提供峰值電流而不會燒毀。

確定輸入功率

要實現(xiàn)理想的系統(tǒng)性能，就必須為驅(qū)動器提供適當(dāng)?shù)妮斎牍β省Ｐ枰貏e注意電池供電系統(tǒng)，性能和最大限度地延長每次充電的運行時間是主要考慮因素。選擇高效驅(qū)動器，并盡可能采用過扭矩技術(shù)以盡量減小驅(qū)動器的尺寸，從而節(jié)省電能。對于涉及啟動、停止或轉(zhuǎn)向的應(yīng)用，可考慮使用再生驅(qū)動器。

減速時，電機會產(chǎn)生多余的功率。必須消除多余的功率?？梢酝ㄟ^電阻器以熱能形式散失。如果您想收集這些功率并將其循環(huán)回電池，則應(yīng)使用再生驅(qū)動器。對于便攜式產(chǎn)品來說，再生驅(qū)動器具有很大的競爭優(yōu)勢。

與功率密度一樣，驅(qū)動器越小、越輕，整個便攜式系統(tǒng)也就越小、越輕，這也會大大增加動力車輛的循環(huán)時間。如果系統(tǒng)包含多個運動軸，則電池可為所有驅(qū)動器供電。這就需要在驅(qū)動器尺寸和電池電壓之間進行權(quán)衡。

總 結(jié)

選擇合適的驅(qū)動器，您需要了解的四個關(guān)鍵步驟是：

1. 根據(jù)應(yīng)用需求選擇合適的工作模式。

2. 考慮控制方式的靈活性和可靠性。

3. 明確電機要求，選擇匹配的驅(qū)動器。

4. 考慮電源因素，確保驅(qū)動器能提供足夠的電壓和電流。