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講解說明伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器部分內(nèi)容

何服驅(qū)動(dòng)器是用來控制伺服電動(dòng)機(jī)的一種控制器，又稱為“伺服控制器”、“伺服放大器”，主要應(yīng)用于的定位系統(tǒng)。何服驅(qū)動(dòng)器一般通過位置、速度和轉(zhuǎn)矩三種方式對(duì)間服電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)的傳動(dòng)系統(tǒng)定位。目前，伺服驅(qū)動(dòng)器是傳動(dòng)技術(shù)的高產(chǎn)品。伺服驅(qū)動(dòng)器一般采用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)作為控制核心，可以實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的控制算法，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。

功率器件普遍采用以智能功率模塊(IPM)為核心設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)電路，IPM內(nèi)部集成了驅(qū)動(dòng)電路，同時(shí)具有過電壓、過電流、過熱、欠電壓等故障檢測保護(hù)電路，在主回路中還加入軟啟動(dòng)電路，以減小啟動(dòng)過程對(duì)驅(qū)動(dòng)器的沖擊。功率驅(qū)動(dòng)單元首先通過三相全橋整流電路對(duì)輸入的三相電或者市電進(jìn)行整流，得到相應(yīng)的直流電。經(jīng)過整流好的三相電或市電，再通過三相正弦PWM電壓型逆變器變頻來驅(qū)動(dòng)三相永磁式同步交流伺服電動(dòng)機(jī)。功率驅(qū)動(dòng)單元的整個(gè)過程可以簡單地說就是AC-DC-AC的過程。整流單元(AC-DC)主要的拓?fù)潆娐肥侨嗳珮虿豢卣麟娐贰！?

一、伺服進(jìn)給系統(tǒng)的要求

1、調(diào)速范圍寬，定位精度高

      并且有足夠的傳動(dòng)剛性和高的速度穩(wěn)定性。

2、快速響應(yīng)，無超調(diào)。為了保證生產(chǎn)率和加工質(zhì)量，除了要求有較高的定位精度外，還要求有良好的快速響應(yīng)特性，即要求跟蹤指令

     信號(hào)的響應(yīng)要快，因?yàn)閿?shù)控系統(tǒng)在啟動(dòng)、制動(dòng)時(shí)，要求加、減速度足夠大，縮短進(jìn)給系統(tǒng)的過渡過程時(shí)間，減小輪廓過渡誤差。

3、棉，低速大轉(zhuǎn)短，過載能力強(qiáng)。

      一般來說，伺服驅(qū)動(dòng)器具有數(shù)分鐘甚至30min內(nèi)1.5倍以上的過載能力，在短時(shí)間內(nèi)可以過載4~6倍而不損壞?！?

4、可靠性高

     要求數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可靠性高、工作穩(wěn)定性好，具有較強(qiáng)的溫度、濕度、振動(dòng)環(huán)境適應(yīng)能力和很強(qiáng)的抗干擾能力。

二、對(duì)電動(dòng)機(jī)的要求

1、從低速到高速電動(dòng)機(jī)都能平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)要小，尤其在低速如0.1r/min我更低速時(shí)，仍有平穩(wěn)速度而無爬行現(xiàn)象。

2、電動(dòng)機(jī)應(yīng)具有大的較長時(shí)間的過載能力，以滿足低速大轉(zhuǎn)矩的要求。一般直流伺服電動(dòng)機(jī)要求在數(shù)分鐘內(nèi)過載4~6倍而不損壞。

3、為了滿足快速響應(yīng)的要求，電動(dòng)機(jī)應(yīng)有較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和大的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，并具有盡可能小的時(shí)間常數(shù)和啟動(dòng)電壓。

4、電動(dòng)機(jī)應(yīng)能承受頻繁啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)。

三、伺服放大器的三種控制方式

1、轉(zhuǎn)矩控制

通過外部模擬量的輸入或直接的地址賦值來設(shè)定電動(dòng)機(jī)軸對(duì)外的輸出轉(zhuǎn)矩的大小，主要應(yīng)用于需要嚴(yán)格控制轉(zhuǎn)矩的場合，屬于電流環(huán)控制。

2、速度控制

通過模擬量的輸入或脈沖的頻率對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)速度的控制，屬于速度環(huán)控制。

3、位置控制

它是伺服中常用的控制。位置控制模式一般是通過外部輸入脈沖的頻率來確定轉(zhuǎn)動(dòng)速度的大小，通過脈沖數(shù)來確定轉(zhuǎn)動(dòng)角度，所以一般應(yīng)用于定位裝置。

四、伺服的作用相服

伺服的作用相服能夠按照定位指令裝置輸出的脈沖串，對(duì)工件進(jìn)行定位控制，同時(shí)，還具有對(duì)伺服電動(dòng)機(jī)鎖定的功能。當(dāng)偏差計(jì)數(shù)器的輸出為零時(shí)，如果有外力使伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，由編碼器將反債脈沖輸入偏差計(jì)數(shù)器，偏差計(jì)數(shù)器發(fā)出速度指令，旋轉(zhuǎn)修正電動(dòng)機(jī)使之答上在滯留脈沖為零的位置上。該停留于固定位置的功能，稱為伺服鎖定。另外，伺服還能夠進(jìn)行適合機(jī)械負(fù)荷的位置環(huán)路增益和速度環(huán)路增益調(diào)整。

五、脈沖當(dāng)量與電子齒輪比設(shè)置

1、脈沖當(dāng)量

相對(duì)于每一脈沖信號(hào)的機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的位移量稱為脈沖當(dāng)量，又稱作小設(shè)定單位。脈沖增量插補(bǔ)是行程標(biāo)量插補(bǔ)，每次插補(bǔ)結(jié)束產(chǎn)生一個(gè)行程增量，以脈沖的方式輸圖出。這種插補(bǔ)算法主要應(yīng)用在開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)中，在插補(bǔ)計(jì)算過程中不斷向各坐標(biāo)軸發(fā)出互相協(xié)調(diào)的進(jìn)給脈沖，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)。一個(gè)脈沖所產(chǎn)生的坐標(biāo)軸移動(dòng)量稱為脈沖當(dāng)量。

脈沖當(dāng)量是脈沖分配的基本單位，按機(jī)床設(shè)計(jì)的加工精度選定，普通精度的機(jī)床一般取脈沖當(dāng)量為0.01mm，較精密的機(jī)床取0.001mm或0.005mm。采用脈沖增量插補(bǔ)算法的數(shù)控系統(tǒng)，其坐標(biāo)軸進(jìn)給速度主要受插補(bǔ)程序運(yùn)行時(shí)間的限制，一般為1~3m/min。脈沖增量插補(bǔ)主要有逐點(diǎn)比較法、數(shù)據(jù)積分法、直線函數(shù)法等。脈沖當(dāng)量影響數(shù)控機(jī)床的加工精度，它的值取得越小，加工精度越高。

2、機(jī)械減速比

機(jī)械減速比(m/n)是減速器輸入轉(zhuǎn)速與輸出轉(zhuǎn)速的比值，也等于從動(dòng)輪齒數(shù)與主動(dòng)輪齒數(shù)的比值。機(jī)械減速比在數(shù)控機(jī)床上為電動(dòng)機(jī)軸轉(zhuǎn)速與絲杠轉(zhuǎn)速之比。

3、電子齒輪與電子齒輪比

電子齒輪比就是對(duì)伺服接收到上位機(jī)的脈沖頻率進(jìn)行放大或者縮小，其中一個(gè)參數(shù)為分子，一個(gè)為分母。如分子大于分母就是放大，如分子小于分母就是縮小。例如輸入頻率為100Hz，電子齒輪比分子設(shè)為1，分母設(shè)為2，那么伺服實(shí)際運(yùn)行速度按照50Hz的脈沖來進(jìn)行。而如果輸入頻率為100Hz，電子齒輪比分子設(shè)為2，分母設(shè)為1，那么伺服實(shí)際運(yùn)行速度按照200Hz的脈沖來進(jìn)行。

4、電子齒輪比的應(yīng)用和設(shè)置

電子齒輪比可以任意地設(shè)置每單位指令脈沖對(duì)應(yīng)的電動(dòng)機(jī)的速度和位移量(脈沖當(dāng)量)，當(dāng)上位控制器的脈沖發(fā)生能力(高輸出頻率)不足以獲得所需速度時(shí)，可以通過電子齒輪能(指令脈沖倍頻)來對(duì)指令脈沖進(jìn)行N倍頻。編碼器分辨率(F)表示伺服電動(dòng)機(jī)軸旋轉(zhuǎn)一圈所需脈沖數(shù)。先看伺服電動(dòng)機(jī)的銘牌，再對(duì)照驅(qū)動(dòng)器說明書即可確定編碼器的分辨率。每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)(f)表示絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)一圈所需脈沖數(shù)。

     脈沖當(dāng)量(p)表示數(shù)控系統(tǒng)(上位機(jī))發(fā)出一個(gè)脈沖時(shí)，絲杠移動(dòng)的直線距離或旋轉(zhuǎn)軸的度數(shù)，也是數(shù)控系統(tǒng)所能控制的小距離。這個(gè)值越小，經(jīng)各種補(bǔ)償后越容易得到更高的加工精度和表面質(zhì)量。脈沖當(dāng)量的設(shè)定值決定機(jī)床的進(jìn)給速度，當(dāng)進(jìn)給速度滿足要求時(shí)，可以設(shè)定較小的脈沖當(dāng)量。

     以上內(nèi)就是關(guān)于伺服驅(qū)動(dòng)器的知識(shí)補(bǔ)充，希望可以對(duì)大家能夠有幫助。另外伺服控制器的各項(xiàng)控制指標(biāo)(如穩(wěn)態(tài)精度和動(dòng)態(tài)性能等)優(yōu)于通用變頻器。

伺服電機(jī)常見的故障問題與維修

松下伺服電機(jī)因?yàn)殚L期連續(xù)不斷使用或者使用者操作不當(dāng)，會(huì)經(jīng)常發(fā)生伺服電機(jī)故障，維修又相對(duì)復(fù)雜的。那么，松下伺服電機(jī)到底怎么維修？維修伺服電機(jī)有沒有什么實(shí)用技巧，小編下面就為大家揭秘：

1、機(jī)械局部維修為軸承損壞改換。相關(guān)于普通電機(jī)的維修，只是軸承上特殊了。由于大多數(shù)伺服電機(jī)是同步電機(jī)，轉(zhuǎn)子上帶磁極，用普通資料不可以處理問題，所以資料定制變得特別關(guān)鍵，同時(shí)對(duì)位請(qǐng)求也比普通電機(jī)更高，但改換過程并不復(fù)雜，與普通電機(jī)維修區(qū)別不大。

2、松下伺服電機(jī)軸承過熱的原因有哪些

（1）軸承內(nèi)外圈配合太緊。

（2）零部件形位公差有問題，如機(jī)座、端蓋、軸等零件同軸度不好。

（3）軸承選用不當(dāng)。

（4）軸承潤滑不良或軸承清洗不凈，潤滑脂內(nèi)有雜物。

（5）軸電流。

使用方面：

（1）皮帶輪拉動(dòng)過緊。

（2）機(jī)組安裝不當(dāng)，如電機(jī)軸和所拖動(dòng)的裝置的軸同軸度一合要求，皮帶輪拉動(dòng)過緊。

（3）軸承維護(hù)不好，潤滑脂不足或超過使用期，發(fā)干變質(zhì)。

3、電氣局部維修主要為充磁、繞線和編碼器的維修。

（1） 充磁需求有一定技術(shù)含量，通常為機(jī)外充磁與拆開充磁，前者合適一些定子磁場的充磁；而拆開充磁需求有技巧，除了需獲知原有馬達(dá)的磁強(qiáng)，還需求理解散布狀況，同時(shí)外形要有保證，在選擇材質(zhì)方面同樣關(guān)鍵，耐高溫、耐高電磁干擾的資料要優(yōu)先思索。

（2）繞線相對(duì)簡單，只需依據(jù)原有電機(jī)的線路和線徑繞回去就能夠了，前提是選用銅線要的資料。

（3）編碼器改換與維修是伺服電機(jī)維修中考驗(yàn)技術(shù)含量的中央，畢竟進(jìn)口的伺服電機(jī)大多是非規(guī)范的通訊格式。早期增量型產(chǎn)品的能夠相互配換，但新一代產(chǎn)品曾經(jīng)構(gòu)成各自不同的內(nèi)部規(guī)范，不同廠家具備不同的規(guī)范形式，加上脈沖密渡過大，另外編碼器的對(duì)位有不同的算法，使各個(gè)品牌產(chǎn)品短少了共用性，形成維修的難度加大。

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伺服電機(jī)是如何分類的？

伺服”一詞源于希臘語“奴隸”的意思?！八欧姍C(jī)”可以理解為服從控制信號(hào)指揮的電機(jī)：在控制信號(hào)發(fā)出之前，轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng)；當(dāng)控制信號(hào)發(fā)出時(shí)，轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)控制信號(hào)消失時(shí)，轉(zhuǎn)子能即時(shí)停轉(zhuǎn)。

伺服電機(jī)是自動(dòng)控制裝置中被用作執(zhí)行元件的微特電機(jī)，其功能是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)軸的角位移或角速度。

直流伺服電機(jī)分為有刷和無刷電機(jī)。

有刷電機(jī)成本低，結(jié)構(gòu)簡單，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍寬，控制容易，需要維護(hù)，但維護(hù)不方便（換碳刷），產(chǎn)生電磁干擾，對(duì)環(huán)境有要求。因此它可以用于對(duì)成本敏感的普通工業(yè)和民用場合。

無刷電機(jī)體積小，重量輕，出力大，響應(yīng)快，速度高，慣量小，轉(zhuǎn)動(dòng)平滑，力矩穩(wěn)定?？刂茝?fù)雜，容易實(shí)現(xiàn)智能化，其電子換相方式靈活，可以方波換相或正弦波換相。電機(jī)免維護(hù)，效率很高，運(yùn)行溫度低，電磁輻射很小，長壽命，可用于各種環(huán)境。