西门子伺服控制器的电路及控制方式说明
点击次数：1378 更新时间：2019-06-05
西门子伺服控制器是用来控制伺服电机的一种控制器，其作用类似于变频器作用于普通交流马达，属于伺服系统的一部分，主要应用于高精度的定位系统。一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服马达进行控制，实现高精度的传动系统定位，目前是传动技术的产品。
西门子伺服控制器的电路也由三部分组成：
部分是电机整流电路，整流单元主要的拓扑电路是三相全桥不控整流电路，实质是一组共阴极与一组共阳极的三相半波可控整流电路的串联，习惯将其中阴极连接在一起的三个晶间管称为共阴极组；阳极连接在一起的三个晶闸管称为共阳极组。
第二部分是功率驱动电路，功率驱动单元一般采用智能功率模块，通过三相全桥整流电路对输入的三相电或者市电进行整流，得到相应的直流。功率单元是使用功率电力电子器件进行整流、滤波、逆变的高压变频器部件，主要由整流桥、可控硅、电解电容、IGBT等器件组成。功率驱动单元的整个过程可以简单的说就是AC-DC-AC的过程。
第三部分是电机控制电路，主电路采用数字信号处理器作为控制核心，可以实现比较复杂的控制算法，进行智能控制。
西门子伺服控制器的控制方式：
西门子伺服控制器控制按其结构可分成开环控制和闭环（半闭环）控制。如果详细分类，开环控制又可分为普通型和反馈补偿型，闭环（半闭环）控制也可分为普通型和反馈补偿型。
1、反馈补偿型开环控制
开环系统的精度较低，这是由于西门子伺服控制器的步距误差、起停误差、机械系统的误差都会直接影响到定位精度。应采用补偿型进行改进，这种系统且有开环与闭环两者的优点，即具有开环的稳定性和闭环的性。不会因为机床的谐振频率、爬行、失动等引起系统振荡。反馈补偿型开环控制不需要间隙补偿和螺距补偿。
2、闭环控制
由于开环控制的精度不能很好地满足机床的要求，为了提高西门子伺服控制器的控制精度，根本的办法是采用闭环控制方式。即不但有前身控制通道，而且有检测输出的反馈通道，指令信号与反馈信号比较后得到偏差信号，形成以偏差控制的闭环控制系统。
3、半闭环控制
对于闭环控制系统，合理的设计可以得到可靠的稳定性和很高的精度，但是直接测量工作台的位置信号需要用如光栅、有磁尺或直线感应同步器等安装、维护要求较高的位置检测装置。通过对传动轴或丝杠角位移的测量，可间接地获得位置输出量的等效反馈信号。由于这部分传动引起的误差不能被闭环系统中不包含从旋转轴到工作台之间的传动链，因此这部分传动引起的误差不能被闭环系统自动补偿，所以称这种由等效反馈信号构成的闭环控制系统为半闭环伺服控制器，这种控制方式称为半闭环控制方式。
4、反馈补偿型的半闭环控制
西门子伺服控制器控制补偿原理与开环补偿系统相同，由旋转变压器和感应同步器组成的两套独立的测量系统均以鉴幅方式工作。该系统的缺点是成本高，要用两套检测系统，优点是比全闭环系统调整容易，稳定性好，适合用做高精度大型数控机床的进给驱动。
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