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快速了解伺服驱动器的工作原理

　　伺服驱动器均采用数字信号处理器(DSP)作为控制***，可以实现比较复杂的控制算法，实现数字化、网络化和智能化;功率器件普遍采用以智能功率模块(IPM)为***设计的驱动电路，IPM内部集成了驱动电路，同时具有过...文本标签：伺服电机 伺服驱动器　　伺服驱动器均采用数字信号处理器(DSP)作为控制***，可以实现比较复杂的控制算法，实现数字化、网络化和智能化;功率器件普遍采用以智能功率模块(IPM)为***设计的驱动电路，IPM内部集成了驱动电路，同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路，在主回路中还加入了软启动电路，以减小启动过程对驱动器的冲击。经过整流好的三相电或市电，再通过三相正弦PWM电压型逆变器变频来驱动交流伺服电机。

　　下面本文就为大家介绍一下伺服驱动器的工作原理。

　　伺服驱动器工作原理：

　　首先功率驱动单元通过三相全桥整流电路对输入的三相电或者市电进行整流，得到相应的直流电。经过整流好的三相电或市电，再通过三相正弦PWM电压型逆变器变频来驱动交流伺服电机。通过以上学习，相信你对松下伺服马达（也叫松伺服电机）驱动器又有了进一步的了解。功率驱动单元的整个过程可以简单的说就是AC-DC-AC的过程，整流单元(AC-DC)主要的拓扑电路是三相全桥不控整流电路。

　　伺服驱动器一般都有三种控制方式：

　　位置控制方式、转矩控制方式、速度控制方式。而对于制动电阻的阻值选择的一般规律是制动电阻的阻值不能够太大，也不能够太小，而是有一个范围的。位置控制位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小，通过脉冲的个数来确定转动的角度，也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值，由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制，所以一般应用于定位装置。

　　转矩控制转矩控制方式:

　　是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小，可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小，也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。3、电缆选择，编码器电缆双绞屏蔽的，对于日弘伺服等日系产品值编码器是6芯，增量式是4芯。应用主要在对材质的手里有严格要求的缠绕和放卷的装置中，例如绕线装置或拉光纤设备，转矩的设定要根据缠绕的半径的变化随时更改以确保材质的受力不会随着缠绕半径的变化而改变。

　　速度模式通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制，在有上位控制装置的外环PID控制时速度模式也可以进行定位，但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。松下伺服电机目前共有松下伺服A系列、A4系列、A5系列、A52系列、NEW-E系列等产品，在***占有率极高。位置模式也支持直接负载外环检测位置信号，此时的电机轴端的编码器只检测电机转速，位置信号就由直接的***终负载端的检测装置来提供了，这样的优点在于可以减少中间传动过程中的误差，增加了整个系统的定位精度。

　　1)如果对电机的速度、位置都没有要求，只要输出一个恒转矩，用转矩模式。

　　2) 如果对位置和速度有一定的精度要求，而对实时转矩不是很关心，用转矩模式不太方便，用速度或位置模式比较好。

　　3) 如果上位控制器有比较好的闭环控制功能，用速度控制效果会好一点，如果本身要求不是很高，或者基本没有实时性的要求，采用位置控制方式。伺服进给系统的要求

　　PID控制器：

　　1）PID控制器(比例-积分-微分控制器)是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件，由比例单元P、积分单元I和微分单元D组成。

　　2）PID控制的基础是比例控制;

　　积分控制可消除稳态误差，但可能增加超调;微分控制可加快大惯性系统响应速度以及减弱超调趋势。

　　伺服驱动器简单地说，就是用来控制伺服电机的一种控制器，其作用类似于变频器作用于普通交流马达，属于伺服系统的一部分，主要应用于高精度的定位系统。这样就会对产品的质量有影响甚至也会让企业的效益受影响，所以要有伺服马达维修的应用对策。一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服马达进行控制，实现高精度的传动系统定位，目前是传动技术的产品。

伺服电机只用一个连接，端口不用多线链接

　　传统的伺服电机通常会有 2 个或2个以上的电气连接端口，一个是动力电源，另一个为信号反馈，有的可能还会有一个单独的接口用于抱闸控制。一般机器制造商和设备用户是比较愿意用只有一个电气端口的伺服电机，因为这样，伺服驱动器和电机之间就只需要使用一根线缆连接。3）对应交流同步和异步电机变频器就有相映的同步变频器和异步变频器，伺服电机也有交流同步伺服和交流异步伺服，当然变频器里交流异步变频常见，伺服则交流同步伺服常见。但同时，他们也有会有所顾虑。设备用户愿意接受单线借口，是因为看到了线缆减少将带来的设备制造、使用、维护总体成本的优化。但同时也担心单电缆伺服产品应用到实际生产设备中时，是否可靠?

　　因为传统的伺服反馈技术，并不能很好的支持将伺服电机的电源动力和反馈信号整合在一根电缆中。

　　传统的伺服电机在反馈技术中采用的多为非数字式的信号传输方式。但复杂的信号编码接口需要占用较多的线缆芯数，如：Hiperface Steg 和 EnDat 2.1，仅数据线就需要 6 至8 芯，加上编码器电源和温控，需要用到超过 10 芯以上的反馈线缆。

　　同时，传统伺服电机的抗干扰能力相对较弱，所以需要在反馈传输线路上采取足够的信号保护措施，防止因电机数据反馈错误而造成的设备故障，所以这让伺服电缆的制造工艺变得极为复杂。典型生产厂家如德国西门子、美国科尔摩根和日本松下及安川等公司。因此，在以往的运控设备系统中，为了确保设备运控系统***的性能，即使是使用***的伺服电缆，在系统集成时都需要非常严格的按照要求将伺服电机的动力和反馈线缆分开隔离敷设，更何况是把这两种完全不同类型的线路整合在一根电缆里面呢?

　　不过经过近几年数字式伺服反馈技术的发展，一大批基于此项技术的单电缆伺服产品，如伺服电机、电缆、接插件等的面市和普及，刷新了我们对伺服电机电气连接技术的认知。第二是松下伺服电机的编码器零偏（encoderoffset）而引起的飞车，究其实质是编码器零位错误导致的飞车。前面我们说到，当伺服电机采用纯数字式反馈作为其信号输出方式，由电机到驱动器的数据反馈不再是多通道的并行传输，而是变成了单通道的串行通讯，因此其线缆连接只需使用两芯数字通讯线;

　　但如果能够将动力线通信 ( Power Line Communication)技术应用在伺服反馈上，将数字化的伺服反馈数据叠加在编码器电源线路上，就能够省去反馈信号传输对特定的通讯线缆的需要，将伺服反馈接口简化到只有两芯。此外，数字信号在传输时具有比较好的抗干扰能力。五、自适应滤波器，可根据机械共振频率不同而自动调整陷波滤波频率。采用差分方式进行数字信号的传输，能进一步提升信号线路的抗干扰性能，再通过调制解调技术对数字信号进行解析，能够纠正其在长距离传输过程中因干扰或衰减而产生的错误。这些都在很大程度上提升了数字化伺服反馈的抗干扰性能。

　　数字化高速通讯技术带来的伺服反馈接口的简化和信号抗干扰能力的提升，也降低了运控设备系统对伺服反馈线缆的技术工艺要求和制造难度。伺服电机的单电缆连接”概念在刚提出的时候，并未引起业内人士太多的注意，因为传统的伺服电机一直以来都是需要使用动力电源和反馈信号两根不同的线缆连接的。位置模式也支持直接负载外环检测位置信号，此时的电机轴端的编码器只检测电机转速，位置信号就由直接的***终负载端的检测装置来提供了，这样的优点在于可以减少中间传动过程中的误差，增加了整个系统的定位精度。但简单了解一下单电缆连接技术的基本原理，以及伺服产品厂商和用户的日常生产工作流程，可以发现用户们其实非常希望看到设备系统中伺服驱动器和电机之间线缆连接数量的减少;而厂商们则更关心采用仅有两芯的伺服反馈接口以后，驱动和电机产品在结构上的简化。

　　单电缆技术的价值是显而易见的，能够帮助伺服系统减少至少一半以上的线缆数量和种类，带来成本优势。机器制造商将因此节省大量与伺服线缆相关的应用成本，包括电缆桥架、线槽和电气柜等硬件成本，线缆敷设、接线、布线等工程实施成本，以及库存、备件等方面的物料供应和管理的物流成本;而机器设备的用户，也将有机会使用到结构更加简洁轻便、采购和应用成本更加优化的运控机械设备。通过小编的讲解后大家大概都知道怎么去维护好松下伺服电机吧，如果大家对于松下伺服电机方面还有哪些疑问，欢迎大家来本公司咨询。但仍需引起注释的是，如果伺服驱动器与电机之间的线缆通过整合简化到只剩一根，这也会大大降低系统集成过程中与线缆敷设和连接相关的工程实施难度和出错概率。

　　如：将同一台伺服电机的线缆接到不同的驱动器上的错误肯定是不可能出现的了，同时布线和接线的排查也会变得极为简单;系统集成时也无需再考虑动力与反馈线缆分离或隔离敷设，因为伺服反馈的抗干扰问题已经在产品技术层面上解决了，运控设备的稳定性也因此得以提升等等。将伺服电机采用闭环系统，具有伺服电机的功能，并将步进电机和步进电机驱动器集成为一体，从根本上改变了步进电机原有的不足，也缩小了安装空间，成本相对于伺服电机来说降低了很多，由于在改造的过程中采用了***的技术，电能也比之前传统的电机消耗的要少。

　　采用单电缆技术，能够帮助用户提升设备整体***和系统集成应用体验，同时还能够让他们在几乎不增加任何硬件成本的情况家从这项技术本身直接获益。如：因为简化了反馈信号端口、没有 了电机侧反馈端口、无需驱动器侧的模数转换模块，伺服驱动和电机产品的成本将因此优化，同时产品结构也变得更加紧凑轻便。维修伺服电机有没有什么实用技巧，小编下面就为大家揭秘：1、机械局部维修为轴承损坏改换。对于***终用户来说，机械设备的体积可以做到更小、重量做到更轻。同时数字化的传输还可以实现设备的状态监控——通过远程诊断识别和消除故障，通过预防性维护可以避免意外停机造成的损失。

　　目前***已经装机运行的单电缆伺服驱动电机系统有几十万套，分别来自不同厂家。由于大多数伺服电机是同步电机，转子上带磁极，用普通资料不可以处理问题，所以资料定制变得特别关键，同时对位请求也比普通电机更高，但改换过程并不复杂，与普通电机维修区别不大。尽管这个数字与整个运控设备市场相比仍然只是很少一部分，但我们已经能够看到越来越多的用户开始在设备中使用基于数字化反馈技术的单电缆伺服产品了，同时越来越多的产品厂商也已经将此项技术纳入其下一代电机和驱动产品的规划之中。

松下伺服电机的发展历史你可知道

　　松下伺服电机的发展历史你可知道，不清楚的不妨来看看小编的介绍吧。

　　松下伺服电机自从德国MANNESMANN的Rexroth公司的Indramat分部在1978年汉诺威贸易博览会上正式推出MAC永磁交流伺服电动机和驱动系统，这标志着此种新一代交流伺服技术已进入实用化阶段。到20世纪80年代中后期，各公司都已有完整的系列产品。松下伺服在自动增益调整时运动范围小（电机正转两圈反转两圈）运动速度低（约100rpm），所以在磨床等运动行程非常有限的场合运用时非常***。整个伺服装置市场都转向了交流系统。

　　早期的模拟系统在诸如零漂、抗干扰、可靠性、精度和柔性等方面存在不足，尚不能完全满足运动控制的要求，近年来随着微处理器、新型数字信号处理器(DSP)的应用，出现了数字控制系统，控制部分可完全由软件进行，分别称为摪胧只瘮或抟旌鲜綌、撊只瘮的永磁交流伺服系统。伺服驱动器一般都有三种控制方式：位置控制方式、转矩控制方式、速度控制方式。到目前为止，***的电伺服系统大多采用永磁同步型交流伺服电动机，控制驱动器多采用快速、准确定位的全数字位置伺服系统。

　　典型生产厂家如德国西门子、美国科尔摩根和日本松下及安川等公司。日本松下电机制作所推出的小型交流伺服电动机和驱动器，其中大惯量系列适用于数控机床，中惯量系列适用于机器人(高转速为3000r/min，力矩为0.016～0.16N.m)。公司创建了广泛的销售网络，在深圳、上海、成都均有销售公司，每年均保持30%以上的销售额增长，与比亚迪、创维、华为、中兴、日东、南方精雕、策维等多家国内***企业建立合作关系。还推出小惯量 系列。20世纪90年代先后推出了新的A4系列和A5系列。由旧系列矩形波驱动、8051单片机控制改为正弦波驱动、80C、154CPU和门阵列芯片控制，力矩波动由24%降低到7%，并提高了可靠性。