中大電機 中大電機淺談伺服電機噪音的問題

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交流伺服系統包括:伺服驅動、伺服電機和反饋傳感器(一般伺服電機都有自己的光學偏碼器)。所有這些部件都在控制閉環系統中運行:驅動器從外部接收參數信息，然后向電機輸送一定的電流，通過電機轉換為扭距來推動負載。負載根據自身特點移動或減速。傳感器測量負載的位置，使驅動裝置比較設置信息值和實際位置值，然后通過改變電機電流保持實際位置值和設置信息值一致。當負載突然變化導致速度變化時，偏碼器會立即對伺服控制器做出反應，驅動器會通過改變提供給伺服電機的電流值來滿足負載的變化，并返回設定的速度。交流伺服系統是一個響應非常高的全閉環系統，負載起伏和速度正之間的時間滯后響應非常快。此時，機械連接裝置的傳輸時間真正限制了系統的響應效果。
舉一個簡單的例子：有一臺機器，通過v帶用伺服電機驅動穩定的速度和大慣性的負載。整個系統需要得到恒定的速度和快速的響應特性，分析其動作過程：當驅動器將電流輸送到電機時，電機立即產生扭矩距離；一開始，由于v帶有彈性，負載不會像電機那樣快；伺服電機比負載較早達到設定的速度，時裝在電機上的偏差會削弱電流，然后削弱扭矩距離；隨著v帶張力的增加，驅動器會增加電流，循環。
在這種情況下，系統波動，電機扭矩波動，負載速度波動。結果當然是噪音、損壞和不穩定。然而，這并不是由伺服電機引起的。這種噪聲和不穩定性來自機械傳動裝置，這是由于伺服系統的反應速度（高）與機械傳輸或反應時間（長）不一致引起的，即伺服電機的響應時間快于系統調整新扭矩距離所需的時間。當然，找到問題的根源要容易得多。對于上述例子，您可以：
（1）增加機械剛度，降低系統慣性，減少機械傳動部件的響應時間，如用直桿傳動代替v帶，或用齒輪箱代替v帶。
(2)降低伺服系統的響應速度，降低伺服系統的控制帶寬，如降低伺服系統的增益參數值。
當然，以上只是噪聲和不穩定的原因之一。中大電機認為，由于不同的原因，會有不同的解決方案，如機械共振引起的噪聲，伺服中可以采用共振抑制、低通濾波等方法。總之，噪聲和不穩定的原因基本上不是伺服電機本身造成的。
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