伺服驱动器中的齿槽转矩补偿

什么是齿槽转矩?

齿槽转矩是永磁电机中一种不受欢迎的周期性转矩波动,由转子磁铁和定子齿之间的磁相互作用引起。即使电机中没有电流通过,也会出现这种现象,当手动旋转轴时,会感觉到“卡顿”或“阶跃”感。

为什么这很重要?

在精密应用领域——外科手术机器人、半导体处理、光学系统、测量技术——即使是很小的扭矩波动也会造成影响:

  • 低转速下的定位误差
  • 传递到工具或工件上的振动
  • 发动机可听到的噪音
  • 加工或计量过程中表面质量下降

齿槽转矩在低转速时尤其成问题,因为此时振动频率较低,会直接影响运动质量。

补偿是如何运作的?

基于软件的齿槽补偿会主动产生一个反扭矩,来抵消齿槽效应。这个过程包括两个阶段:

1. 校准(一次性记录,约 3 分钟):

电机在无负载的情况下缓慢旋转,同时驱动器记录单转位置的齿槽转矩曲线。结果是一个补偿表,该表存储在驱动器的非易失性存储器中。

  • 最小编码器分辨率:每转 1,024 增量(建议 4,096+)
  • 发动机必须能够自由旋转——无机械阻塞或显著负载
  • 前提条件:系统识别和位置自动调谐必须已完成

2. 主动补偿(运行时间):

在运行过程中,驱动装置读取当前转子位置,计算相应的补偿值,并将其添加到扭矩指令中。结果是扭矩曲线明显更平滑。

补偿通过对象字典(0x2008)进行控制:子索引 1 显示状态,子索引 2 激活或停用补偿。

SOMANET 如何实现这一点?

在 SOMANET 驱动器上,通过 OBLAC Drives 配置和记录齿槽补偿。记录后,该功能可随时激活或停用,无需重新校准。

该功能与 ACTILINK-JP 精密执行器结合使用时效果尤为显著,该执行器中的波轮传动装置可增强电机侧的任何扭矩波动。

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