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松下伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)取決于控制信號

      松下伺服電機(jī)的無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象是指當(dāng)控制信號消失時，松下伺服電機(jī)會立即響應(yīng)，停止轉(zhuǎn)動，松下伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)取決于控制信號。松下伺服電機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子組成，其結(jié)構(gòu)及控制原理與普通電機(jī)相同。通常，電機(jī)內(nèi)部磁場由橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生。一個橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場好似兩個圓形旋轉(zhuǎn)磁場組成，兩者磁場幅值不等，以同樣的速度，向相反方向旋轉(zhuǎn)。

    松下伺服電機(jī)會往正轉(zhuǎn)磁場方向旋轉(zhuǎn)，隨著信號加強(qiáng)，磁場越接近圓形，此時正轉(zhuǎn)磁場和其力矩增大，反轉(zhuǎn)磁場和其力矩減小，合成力矩變大，若負(fù)載力矩不改變，轉(zhuǎn)子速度將增加。若控制電壓相位被改變，即移相180o，磁場轉(zhuǎn)向相反，合成力矩方向也改為反方向，松下伺服電機(jī)將反轉(zhuǎn)。

    松下伺服電機(jī)閉環(huán)系統(tǒng)節(jié)能省電，交流伺服電機(jī)誕生于20世紀(jì)80年代，由德國發(fā)明，自此，全球伺服產(chǎn)業(yè)都指向了交流伺服系統(tǒng)。率、高速度、節(jié)能減排是伺服電機(jī)存在的較大價值。近年來，全球環(huán)境污染加劇，能源危機(jī)四伏，節(jié)能減排成為世界性的焦點(diǎn)話題，節(jié)能成為伺服電機(jī)研發(fā)的主要目的。由于伺服系統(tǒng)是閉環(huán)系統(tǒng)，改變了以往浪費(fèi)電能的情況，如此一來，許多電能浪費(fèi)量大的行業(yè)，如注塑機(jī)，從根本上節(jié)省了電能。

    目前，伺服電機(jī)被譽(yù)為省電的改造設(shè)備，其中永磁交流伺服是用戶常用的。伺服電機(jī)擁有精度高、響應(yīng)速度快、智能等特點(diǎn)，為全球制造工業(yè)效益帶來了突飛猛進(jìn)的增長。

伺服電機(jī)與變頻電機(jī)如何區(qū)分

伺服電機(jī)的基本概念是準(zhǔn)確、快速定位。變頻是伺服控制的一個必須的內(nèi)部環(huán)節(jié)，伺服驅(qū)動器中同樣存在變頻(要進(jìn)行無級調(diào)速)。但伺服將電流環(huán)速度環(huán)或者位置環(huán)都閉合進(jìn)行控制，這是很大的區(qū)別。除此外，伺服電機(jī)的構(gòu)造與普通電機(jī)是有區(qū)別的，要滿足快速響應(yīng)和準(zhǔn)確定位。

      下面我們就來看下伺服電機(jī)與變頻電機(jī)的共同點(diǎn)與不同之處，便我們了解兩者的區(qū)別在哪。

1、兩者的共同點(diǎn)：

交流伺服的技術(shù)本身就是借鑒并應(yīng)用了變頻的技術(shù)，在直流電機(jī)的伺服控制的基礎(chǔ)上通過變頻的PWM方式模仿直流電機(jī)的控制方式來實(shí)現(xiàn)的，也就是說交流伺服電機(jī)必然有變頻的這一環(huán)節(jié)：變頻就是將工頻的50、60HZ的交流電先整流成直流電，然后通過可控制門極的各類晶體管(IGBT，IGCT等)通過載波頻率和PWM調(diào)節(jié)逆變?yōu)轭l率可調(diào)的波形類似于正余弦的脈動電，由于頻率可調(diào)，所以交流電機(jī)的速度就可調(diào)了(n=60f/p ，n轉(zhuǎn)速，f頻率， p極對數(shù))

2、變頻器：

簡單的變頻器只能調(diào)節(jié)交流電機(jī)的速度，這時可以開環(huán)也可以閉環(huán)要視控制方式和變頻器而定，這就是傳統(tǒng)意義上的V/F控制方式?，F(xiàn)在很多的變頻已經(jīng)通過數(shù)學(xué)模型的建立，將交流電機(jī)的定子磁場UVW3相轉(zhuǎn)化為可以控制電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的兩個電流的分量，現(xiàn)在大多數(shù)能進(jìn)行力矩控制的品牌的變頻器都是采用這樣方式控制力矩，UVW每相的輸出要加霍爾效應(yīng)的電流檢測裝置，采樣反饋后構(gòu)成閉環(huán)負(fù)反饋的電流環(huán)的PID調(diào)節(jié);ABB的變頻又提出和這樣方式不同的直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)，具體請查閱有關(guān)資料。這樣可以既控制電機(jī)的速度也可控制電機(jī)的力矩，而且速度的控制精度優(yōu)于v/f控制，編碼器反饋也可加可不加，加的時候控制精度和響應(yīng)特性要好很多。

3、伺服：

驅(qū)動器方面：伺服驅(qū)動器在發(fā)展了變頻技術(shù)的前提下，在驅(qū)動器內(nèi)部的電流環(huán)，速度環(huán)和位置環(huán)(變頻器沒有該環(huán))都進(jìn)行了比一般變頻更的控制技術(shù)和算法運(yùn)算，在功能上也比傳統(tǒng)的變頻強(qiáng)大很多，主要的一點(diǎn)可以進(jìn)行的位置控制。通過上位控制器發(fā)送的脈沖序列來控制速度和位置(當(dāng)然也有些伺服內(nèi)部集成了控制單元或通過總線通訊的方式直接將位置和速度等參數(shù)設(shè)定在驅(qū)動器里)，驅(qū)動器內(nèi)部的算法和更快更的計(jì)算以及性能更優(yōu)良的電子器件使之更優(yōu)越于變頻器。

電機(jī)方面：伺服電機(jī)的材料、結(jié)構(gòu)和加工工藝要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于變頻器驅(qū)動的交流電機(jī)(一般交流電機(jī)或恒力矩、恒功率等各類變頻電機(jī))，也就是說當(dāng)驅(qū)動器輸出電流、電壓、頻率變化很快的電源時，伺服電機(jī)就能根據(jù)電源變化產(chǎn)生響應(yīng)的動作變化，響應(yīng)特性和抗過載能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于變頻器驅(qū)動的交流電機(jī)，電機(jī)方面的嚴(yán)重差異也是兩者性能不同的根本。就是說不是變頻器輸出不了變化那么快的電源信號，而是電機(jī)本身就反應(yīng)不了，所以在變頻的內(nèi)部算法設(shè)定時為了保護(hù)電機(jī)做了相應(yīng)的過載設(shè)定。當(dāng)然即使不設(shè)定變頻器的輸出能力還是有限的，有些性能優(yōu)良的變頻器就可以直接驅(qū)動伺服電機(jī)!!!

4、交流電機(jī)：

交流電機(jī)一般分為同步和異步電機(jī)

1）交流同步電機(jī)：就是轉(zhuǎn)子是由永磁材料構(gòu)成，所以轉(zhuǎn)動后，隨著電機(jī)的定子旋轉(zhuǎn)磁場的變化，轉(zhuǎn)子也做響應(yīng)頻率的速度變化，而且轉(zhuǎn)子速度=定子速度，所以稱“同步”。

2）交流異步電機(jī)：轉(zhuǎn)子由感應(yīng)線圈和材料構(gòu)成。轉(zhuǎn)動后，定子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，磁場切割定子的感應(yīng)線圈，轉(zhuǎn)子線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流，進(jìn)而轉(zhuǎn)子產(chǎn)生感應(yīng)磁場，感應(yīng)磁場追隨定子旋轉(zhuǎn)磁場的變化，但轉(zhuǎn)子的磁場變化永遠(yuǎn)小于定子的變化，一旦等于就沒有變化的磁場切割轉(zhuǎn)子的感應(yīng)線圈，轉(zhuǎn)子線圈中也就沒有了感應(yīng)電流，轉(zhuǎn)子磁場消失，轉(zhuǎn)子失速又與定子產(chǎn)生速度差又重新獲得感應(yīng)電流。所以在交流異步電機(jī)里有個關(guān)鍵的參數(shù)是轉(zhuǎn)差率就是轉(zhuǎn)子與定子的速度差的比率。

3）對應(yīng)交流同步和異步電機(jī)變頻器就有相映的同步變頻器和異步變頻器，伺服電機(jī)也有交流同步伺服和交流異步伺服，當(dāng)然變頻器里交流異步變頻常見，伺服則交流同步伺服常見。

五、應(yīng)用不同

由于變頻器和伺服在性能和功能上的不同，所以應(yīng)用也不大相同：

1）在速度控制和力矩控制的場合要求不是很高的一般用變頻器，也有在上位加位置反饋信號構(gòu)成閉環(huán)用變頻進(jìn)行位置控制的，精度和響應(yīng)都不高。現(xiàn)有些變頻也接受脈沖序列信號控制速度的，但好象不能直接控制位置。

2）在有嚴(yán)格位置控制要求的場合中只能用伺服來實(shí)現(xiàn)，還有就是伺服的響應(yīng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于變頻，有些對速度的精度和響應(yīng)要求高的場合也用伺服控制，能用變頻控制的運(yùn)動的場合幾乎都能用伺服取代，關(guān)鍵是兩點(diǎn)：一是價格伺服遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于變頻，二是功率的原因：在之前變頻大的能做到幾百KW，甚至更高，伺服大就幾十KW?，F(xiàn)在現(xiàn)在伺服也能做到幾百KW了。

以上就是伺服電機(jī)與變頻電機(jī)的共同點(diǎn)與不同之處，便大家進(jìn)行區(qū)分，現(xiàn)在市面上流通的交流伺服電機(jī)多為永磁同步交流伺服，但這種電機(jī)受工藝限制，很難做到很大的功率，十幾KW以上的同步伺服價格及其昂貴，這樣在現(xiàn)場應(yīng)用允許的情況下多采用交流異步伺服，這時很多驅(qū)動器就是高變頻器，帶編碼器反饋閉環(huán)控制。所謂伺服就是要滿足準(zhǔn)確、快速定位，只要滿足這些就不會存在什么伺服變頻之爭。

快速了解伺服驅(qū)動器的工作原理

伺服驅(qū)動器均采用數(shù)字信號處理器(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)動電路，IPM內(nèi)部集成了驅(qū)動電路，同時具有過...文本標(biāo)簽：伺服電機(jī) 伺服驅(qū)動器 伺服驅(qū)動器均采用數(shù)字信號處理器(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)動電路，IPM內(nèi)部集成了驅(qū)動電路，同時具有過電壓、過電流、過熱、欠壓等故障檢測保護(hù)電路，在主回路中還加入了軟啟動電路，以減小啟動過程對驅(qū)動器的沖擊。

下面本文就為大家介紹一下伺服驅(qū)動器的工作原理。

伺服驅(qū)動器工作原理：

首先功率驅(qū)動單元通過三相全橋整流電路對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)動交流伺服電機(jī)。功率驅(qū)動單元的整個過程可以簡單的說就是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?

伺服驅(qū)動器一般都有三種控制方式：

位置控制方式、轉(zhuǎn)矩控制方式、速度控制方式。位置控制位置控制模式一般是通過外部輸入的脈沖的頻率來確定轉(zhuǎn)動速度的大小，通過脈沖的個數(shù)來確定轉(zhuǎn)動的角度，也有些伺服可以通過通訊方式直接對速度和位移進(jìn)行賦值，由于位置模式可以對速度和位置都有很嚴(yán)格的控制，所以一般應(yīng)用于定位裝置。

轉(zhuǎn)矩控制轉(zhuǎn)矩控制方式:

是通過外部模擬量的輸入或直接的地址的賦值來設(shè)定電機(jī)軸對外的輸出轉(zhuǎn)矩的大小，可以通過即時的改變模擬量的設(shè)定來改變設(shè)定的力矩大小，也可通過通訊方式改變對應(yīng)的地址的數(shù)值來實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用主要在對材質(zhì)的手里有嚴(yán)格要求的纏繞和放卷的裝置中，例如繞線裝置或拉光纖設(shè)備，轉(zhuǎn)矩的設(shè)定要根據(jù)纏繞的半徑的變化隨時更改以確保材質(zhì)的受力不會隨著纏繞半徑的變化而改變。

速度模式通過模擬量的輸入或脈沖的頻率都可以進(jìn)行轉(zhuǎn)動速度的控制，在有上位控制裝置的外環(huán)PID控制時速度模式也可以進(jìn)行定位，但必須把電機(jī)的位置信號或直接負(fù)載的位置信號給上位反饋以做運(yùn)算用。位置模式也支持直接負(fù)載外環(huán)檢測位置信號，此時的電機(jī)軸端的編碼器只檢測電機(jī)轉(zhuǎn)速，位置信號就由直接的終負(fù)載端的檢測裝置來提供了，這樣的優(yōu)點(diǎn)在于可以減少中間傳動過程中的誤差，增加了整個系統(tǒng)的定位精度。

1)如果對電機(jī)的速度、位置都沒有要求，只要輸出一個恒轉(zhuǎn)矩，用轉(zhuǎn)矩模式。

2) 如果對位置和速度有一定的精度要求，而對實(shí)時轉(zhuǎn)矩不是很關(guān)心，用轉(zhuǎn)矩模式不太方便，用速度或位置模式比較好。

3) 如果上位控制器有比較好的閉環(huán)控制功能，用速度控制效果會好一點(diǎn)，如果本身要求不是很高，或者基本沒有實(shí)時性的要求，采用位置控制方式。伺服進(jìn)給系統(tǒng)的要求

PID控制器：

1）PID控制器(比例-積分-微分控制器)是一個在工業(yè)控制應(yīng)用中常見的反饋回路部件，由比例單元P、積分單元I和微分單元D組成。

2）PID控制的基礎(chǔ)是比例控制;

積分控制可消除穩(wěn)態(tài)誤差，但可能增加超調(diào);微分控制可加快大慣性系統(tǒng)響應(yīng)速度以及減弱超調(diào)趨勢。

伺服驅(qū)動器簡單地說，就是用來控制伺服電機(jī)的一種控制器，其作用類似于變頻器作用于普通交流馬達(dá)，屬于伺服系統(tǒng)的一部分，主要應(yīng)用于的定位系統(tǒng)。一般是通過位置、速度和力矩三種方式對伺服馬達(dá)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)的傳動系統(tǒng)定位，目前是傳動技術(shù)的產(chǎn)品。