台达伺服电机:辅助马达间接变速装置-中文百科频道

发展沿革

随着世界能源供应的日趋紧张，可再生能源光伏产品发展迅猛，据行业统计2005年全国太阳能电池产能为300MW，到2007年已发展到1000MW，到2010年我国太阳能电池/组件产能将达到5000MW以上，显示出对单晶和多晶硅有很大的市场需求，比原来的市场预期提前了10年以上，也预示出单晶硅炉的市场需求将成倍增长。单晶硅炉是半导体材料直拉法晶体专用设备，其硅单晶棒料经切割等后续工艺处理成芯片被制作为二极管。太阳能电池。集成电路等半导体材料的主要器件。近几年来由于国际能源危机及地球环境改善带来对新能源，可再生能源的巨大需求，光伏产业出现前所未有的增长，半导体硅材料的生产又进入新的发展期，因此大力加速发展可再生能源。硅光伏产业及共基础材料---高纯半导体硅（单晶。多芯片）材料已成为当务之急，而硅材料的生长离不开单晶硅炉和多晶硅炉的设备支持。台达伺服电机是可以连续旋转的电——机械转换器，是在自动化控制系统中控制机械元件运转的微特电机（又名：执行电机）。它是由台湾台达独立研发、生产和销售的。

配置参数

原有伺服控制系统同台达AB系列伺服控制系统的功能比较如下表：

项目	原有日系伺服	优势	台达AB系列伺服
输入电源	单相200V(400W以下)	<	单相200V(2KW以下)
单轴控制	无	<	点对点八点
分度功能	无	<	32度
自动定位	无	<	8组定时器定位
DIINPUT	7点	<	8点

展开表格

通过原日系伺服系统所存在的问题以及台达伺服同原有日系伺服的功能比较表客户最终在伺服控制系统上面选择了我们台达AB系列伺服系统的控制方案即：2套伺服控制系统选用台达AB系列伺服，型号为ASDA-0421AB；

3-1、台达AB系列伺服采用的是先进强健式的控制理论(PDFF)如下图

3-2、强健式控制理论的优缺点

优点：

1、在大范围负载惯量变化，系统依然保有优秀性能

2、对命令和干扰有不同的补偿控制

3、稳定性完全保证

4、阻尼刚性优良,低速转动特性优良

缺点：

1、控制参数需由繁复数学计算而得,使用者无法自行调整

对策：依阻尼刚性的大小,驱动器内含十组强健控制器,供使用者选用

四、台达AB系列伺服在单晶硅炉上使用方案的实施

4-1、单晶硅炉上位机控制系统与台达AB系列伺服的连线

线色	伺服CN1	上位机线编号	带限位	不带限位
黄	11	H951	√	√
橙色	9	H952	√	√
绿色	31	H953	√
蓝色	10	H954	√	√
白色	21	H955	√	√

展开表格

手动调试：在整个系统的机械安装和电器的连接完毕后，首先利用上位系统或台达伺服所具有的手动控制方式，同时将所有伺服的参数P0-02设置成14，让机构的X轴和Y轴进行往复的运动，在伺服的显示屏上会显示伺服在此机构上面应用的转动惯量JL/JM，我们利用台达伺服的软件自动增益调整功能中的静态增益调整，将伺服显示的转动惯量JL/JM和我们通过调试计算出来的响应频宽B.W输入的软件中，在单晶硅炉项目中我们测试出伺服的转动惯量JL/JM、响应频宽B.W是80，计算出来我们需要的参数，把这些参数手动输入的伺服控制器中，单晶硅炉即可正常运行。

自动调试：这种调试比手动要简单了，首先也要像手动那样先将转动惯量JL/JM测试出来，把这个值输入到参数P1-37中，再把参数P2-31设置成64、P2-32设置成5，这样单晶硅炉就可以正常运行了。

无计算机软件时的PDFF自动增益调机步骤

手动调整比自动调整要精确得多，可以通过多次的加工测试来测试出一组最适合整个机构的参数；但是手动调整的时间要比较长，花费的工期也比较多，同时在成批量生产的过程中，伺服参数的输入等也都非常的不方便；台达AB系列伺服的高性能、整定时间短、在单晶硅炉应用中的调频参数比较宽等等，所以我们在单晶硅炉的正常应用中使用自动调整比较多一点。

4-3、ASDA伺服参数的说明

ASDA伺服在单晶硅炉系统应用中需要更改的参数说明

P0-02:14

驱动器的状态的显示；用来显示机构的转动惯量

P1-01:2

控制模式及控制命令输入源的设定

P1-37:11

伺服电机的负载惯量比；在自动模式下用来设定伺服电机的负载惯量比

P1-44:12、P1-45:10

电子齿轮比的分子、分母；使伺服电机带动的滚珠丝杠等机构运动的距离与上位机要求的距离相同

P1-46:10128

检出器输出脉冲数设定:脉冲数设定值范围即为伺服电机一回转的输出单相脉冲数。

P2-00:125

位置控制增益；主要控制伺服位置环回路的应答性

P2-04:5526

速度控制增益；主要控制伺服速度环回路的应答性

P2-06:80

速度积分补偿；控制伺服电机、机构的固定偏差和整个机构的抖动

P2-25:3

共振抑制低通滤波；用来设定共振抑制低通滤波的时间常数

P2-26:14

外部干扰抵抗增益；用来增加对外力的抵抗能力并降低加减速的过冲现象

P2-31:64

自动及简易模式设定；在自动模式时用来设定响应的频宽

P2-32:5

增益调整方式；设定伺服的调整模式为PDFF自动模式即负载惯量比固定，伺服的响应频宽可调整

2007年，在全球范围内晶体硅产量中，电子级占接近55%，太阳能级占45%多。随着太阳能光伏产业的迅猛发展，太阳能电池芯片对晶体硅需求量的增长速度远高于半导体晶体硅的发展（太阳能递增速度2位数以上，半导体芯片5%左右），不久的将来太阳能晶体硅的需求量将大幅度超过电子级晶体硅用量。当前，晶体硅材料（包括多晶硅和单晶硅）是最主要的光伏材料，其市场占有率在90%以上，而且在今后相当长的一段时期也依然是太阳能电池的主流材料。在世界范围内，太阳能级晶体硅生产与供应已严重制约太阳能电池的发展，由此可以看到对应生产晶体硅的设备单晶硅炉和多晶硅炉在最近几年的市场必定是异常火爆，同时晶体硅炉设备的发展也是影响太阳能行业的重要发展方向之一。