注塑机电液伺服系统的技术介绍

优胜编程龚老师

注塑机电液伺服系统的技术介绍：



注塑机电液伺服系统、专用伺服控制系统特点是：结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高。和感应非同步电动机相比，它由於没有转子电流转子损耗很小；它不需要无功励磁电流，功率因数

高，定子电流和定子损耗减小，因此，永磁电机总体效率比感应电机高5%-10%。此外，永磁电机的  最大输出力矩与转子惯量的比值可比感应电机大很多，因此永磁电机动态性能优越，适於用作高精度、高动态性能的伺服控制电机。

    油泵

    作为注塑机主动力源，油泵与伺服系统的良好匹配对其整机性能及节能效果至关重要。目前适用於伺服系统的油泵有齿轮泵、柱塞泵和螺杆泵，特性各有不同，因此伺服系统要能适配各种油泵

，并优化参数设置。御能伺服系统具备先进的负载参数辨识功能，可灵活优化适配各种油泵。

    压力反馈部件——压力传感器

    伺服系统采用压力闭环控制策略，即通过控制电机力矩与转速来调节注塑机油压并使之跟随压力命令值。油压信号通过压力传感器获得，其精度将决定注塑机压力的控制精度。御能可提供不同控制精度要求的压力传感器。

    磁场定向控制技术

    磁场定向控制（向量控制）基本原理是在三相永磁同步电机上模拟直流电动机转矩控制规律，在磁场定向座标上，将电流矢量分量分解成产生磁通的励磁电流分量和产生转矩的转矩电流分量，

并使两分量互相垂直，彼此独立，然後分别进行调节。交流电机的矢量控制使转矩和磁通的控制实现了解耦，控制转矩时不影响磁通的大小，控制磁通时不影响转矩，使交流电机控制与直流电机控制一样方便，且可获得与直流调速系统相媲美的动态特性。

     按所用的驱动电机来分，伺服系统可分为直流和交流伺服系统，後者又可分为感应电动机伺服系统和永磁同步电动机交流伺服系统。直流电机的励磁回路和电枢回路相互独立，独立地调节两个

磁场中的一个来进行调速，控制性能优异，但它采用机械换向装置，碳刷易磨损，运行时易起火花。转子采用永磁材料的同步伺服电机比非同步感应交流伺服电机应用更为广泛，主要是因为永磁材

料性能不断提高，价格下降，相对於非同步电机而言，控制较简单，易达到高性能控制要求，因此，近年来永磁伺服电机的交流伺服系统发展势头非常迅猛，注塑机电液伺服系统的出现和发展正是顺应了这一时代潮流。

    电机转子位置/速度传感器

    为控制伺服电机的力矩和转速，需检测电机转子的位置和转速。大部分伺服电机采用光电编码器作为位置/速度传感器。光电编码盘的优点是结构简单，易获得较高精度，但由於其处理电路须与

电机集成在一起，在电机温度高、震动大的环境下，再加上电磁乾扰，其电子电路往往不能正常工作，出现丢码，导致电机控制紊乱甚至损坏电机。

    注塑机电液伺服系统、专用伺服控制系统采用满足电动汽车要求的高性能旋转变压器作为速度反馈部件，结构牢固，耐高温、抗震动、抗乾扰能力强，确保系统在注塑机的“恶劣”环境下稳定可靠的工作，且精度可达每转4096个脉冲。

    伺服驱动控制器

    伺服驱动器根据注塑机控制器（上位电脑）的压力和流量的指令，控制伺服电机的电流、力矩和转速。注塑机电液伺服系统、专用伺服控制系统包含伺服控制、整流/逆变功率、通讯接口和反馈

检测等单元。整流/逆变功率单元采用先进的集成IGBT模组；伺服控制单元包括位置控制器、速度控制器、转矩和电流控制器等。采用高速数字信号处理器（DSP）作为驱动器的控制核心，实现各种

复杂的控制算法，并输出脉宽调制（PWM）信号至逆变功率驱动电路，来改变逆变器输出功率，达到控制三相永磁同步交流伺服电机的目的。

    电液伺服驱动系统是近年来最受关注的驱动技术之一。本文以注塑机电液伺服系统为例，分析介绍电液伺服系统的基础技术及应用效果。自动控制系统中将输出量以一定准确度跟随输入量变化

而变化的系统称为伺服系统，稳定性好、精度高、响应快是对它的基本要求。具体到注塑机，电液伺服系统实现被控制油泵的输出流量和压力快速、准确地跟随上位机给定信号的变化，适应注塑工艺对压力、速度、时间的要求。