奧地利貝加萊伺服電機8LSA66.EB022D104-3

　　伺服電機是如何工作的？

　　伺服電機可以用輸入信號將傳動軸的旋轉(zhuǎn)位置控制為特定的角度。伺服電機有兩種類型——交流和直流。

　　伺服系統(tǒng)由脈寬調(diào)制（PWM）信號通過控制線進行控制，存在最小脈沖寬度和重復率。伺服電機通常在兩個方向上均只能轉(zhuǎn)動90°，即總共180°。例如，采用直流電工作時，軸位置控制會使用PWM使傳動軸沿順時針或逆時針方向旋轉(zhuǎn)，具體取決于信號的脈沖寬度，

　　使用1.5ms脈沖時，將軸設(shè)為90度的位置（即中間位置）。

　　如果脈沖寬度小于1.5ms（本例設(shè)為1ms），將使軸沿順時針旋轉(zhuǎn)90度；

　　如果脈沖寬度大于1.5ms（本例設(shè)為2ms），將使軸沿逆時針旋轉(zhuǎn)90度；

　　在每個脈沖之間設(shè)置緩沖區(qū)（本例設(shè)為20ms，速度由緩沖區(qū)時間控制）。

　　如果采用交流電工作，你可以借助相移和頻率變化來控制傳動軸的轉(zhuǎn)向及其速度；或者借助信號發(fā)生器，對應于不同頻率下輸出的PWM信號的變化，然后根據(jù)上述原理對電機進行控制。

奧地利貝加萊伺服電機8LSA66.EB022D104-3

　　伺服電機的類型

　　伺服電機：是在伺服系統(tǒng)中控制機械元件運轉(zhuǎn)的發(fā)動機，是一種補助馬達間接變速裝置。伺服電機是可以連續(xù)旋轉(zhuǎn)的電－機械轉(zhuǎn)換器。作為液壓閥控制器的伺服電機，屬于功率很小的微特電機，以永磁式直流伺服電機和并激式直流伺服電機最為常用。

　　伺服電機分為直流與交流兩大類，直流電機又分為有刷與無刷兩類；交流電機可分為異步與同步兩類。

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

　　無刷電機體積小，重量輕，出力大，響應快，速度高，慣量小，轉(zhuǎn)動平滑，力矩穩(wěn)定?？刂茝碗s，容易實現(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。電機免維護，效率很高，運行溫度低，電磁輻射很小，長壽命，可用于各種環(huán)境。

　　交流伺服電機也是無刷電機，分為同步和異步電機，目前運動控制中一般都用同步電機，它的功率范圍大，可以做到很大的功率。大慣量，最高轉(zhuǎn)動速度低，且隨著功率增大而快速降低。因而適合做低速平穩(wěn)運行的應用。

　　伺服電機的類型可以根據(jù)不同的分類標準進行劃分。以下是幾種常見的分類方式：

　　按照結(jié)構(gòu)類型：可以分為轉(zhuǎn)子型和平移型兩種。轉(zhuǎn)子型伺服電機的轉(zhuǎn)子會隨著電磁場的變化而轉(zhuǎn)動，平移型伺服電機的轉(zhuǎn)子則是線性運動的。

　　按照控制方式：可以分為開環(huán)控制型和閉環(huán)控制型兩種。開環(huán)控制型伺服電機的控制信號只是輸入給電機的驅(qū)動器，無法進行實時的反饋和修正，因此精度較低；閉環(huán)控制型伺服電機會通過編碼器等反饋元件實時檢測電機的狀態(tài)，并根據(jù)反饋信號進行修正，從而實現(xiàn)更高的精度和控制效果。

　　按照輸出轉(zhuǎn)矩類型：可以分為直流伺服電機和交流伺服電機兩種。直流伺服電機的輸出轉(zhuǎn)矩為直流電流，適用于低功率、低速度、小轉(zhuǎn)矩的應用；交流伺服電機的輸出轉(zhuǎn)矩為交流電流，適用于高功率、高速度、大轉(zhuǎn)矩的應用。

　　按照控制性能：可以分為數(shù)字伺服電機和模擬伺服電機兩種。數(shù)字伺服電機使用數(shù)字信號進行控制，可實現(xiàn)更高的控制精度和性能；模擬伺服電機使用模擬信號進行控制，精度和性能較低，但價格相對更便宜。

　　需要根據(jù)具體的應用場景選擇合適的伺服電機類型。

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　　通常伺服電機首要有三種操控辦法，即速度操控辦法，轉(zhuǎn)矩操控辦法和方位操控辦法，下面別離對每種操控辦法進行具體闡明。

　　1.速度操控辦法

　　經(jīng)過仿照量的輸入或脈沖的頻率都能夠進行翻滾速度的操控，在有上位機操控設(shè)備的外環(huán)PID操控時，速度辦法也能夠進行定位，但有必要把電機的方位信號或直接負載的方位信號給上位機反響以做運算用。速度辦法也支撐直接負載外環(huán)查看方位信號，此刻的電機軸端的編碼器只查看電機轉(zhuǎn)速，方位信號就由直接的終究負載端的查看設(shè)備來供應了，這么的利益在于能夠削減基地傳動進程中的過錯，添加了悉數(shù)體系的定位精度。

　　2.轉(zhuǎn)矩操控辦法

　　轉(zhuǎn)矩操控辦法是經(jīng)過外部仿照量的輸入或直接的地址的賦值來設(shè)定電機軸對外的輸出轉(zhuǎn)矩的巨細，具體體現(xiàn)為：例如十V對應5Nm的話，當外部仿照量設(shè)定為5V時，電機軸輸出為2.5Nm，假定電機軸負載低于2.5Nm時電機正轉(zhuǎn)，外部負載等于2.5Nm時電機不轉(zhuǎn)，大于2.5Nm時電機回轉(zhuǎn)。能夠經(jīng)過即時的改動仿照量的設(shè)定來改動設(shè)定力矩的巨細，也能夠經(jīng)過通訊辦法改動對應的地址的數(shù)值來完畢。運用首要在對資料的受力有嚴峻央求的盤繞和放卷的設(shè)備中，例如繞線設(shè)備或拉光纖設(shè)備。

　　3.方位操控辦法

　　方位操控辦法通常是經(jīng)過外部輸入的脈沖的頻率來斷定翻滾速度的巨細，經(jīng)過脈沖的個數(shù)來斷定翻滾的視點，也有些伺服驅(qū)動器能夠經(jīng)過通訊辦法直接對速度和位移進行賦值。由于方位辦法能夠?qū)λ俣群头轿欢加泻車谰牟倏?，所以通常運用于定位設(shè)備，運用范疇如數(shù)控機床、打印機械等等。

　　怎么挑選伺服電機的操控辦法呢就伺服驅(qū)動器的照料速度來看，轉(zhuǎn)矩辦法運算量最小，驅(qū)動器對操控信號的照料最快；方位辦法運算量最大，驅(qū)動器對操控信號的照料。

　　假定您對電機的速度、方位都沒有央求，只需輸出一個恒轉(zhuǎn)矩，當然是用轉(zhuǎn)矩辦法。

　　假定對方位和速度有必定的精度央求，而對實時轉(zhuǎn)矩不是很關(guān)懷，用轉(zhuǎn)矩辦法不太便當，用速度或方位辦法比照好。假定上位操控器有比照好的閉環(huán)操控功用，用速度操控作用會好一點。假定自身央求不是很高，或許，根柢沒有實時性的央求，用方位操控辦法對上位操控器沒有很高的央求。

　　假定對運動中的動態(tài)功用有比照高的央求時，需務(wù)實時對電機進行調(diào)整。那么假定操控器自身的運算速度很慢（比方plc，或低端運動操控器），就用方位辦法操控。假定操控器運算速度比照快，能夠用速度辦法，把方位環(huán)從驅(qū)動器移到操控器上，削減驅(qū)動器的作業(yè)量，跋涉功率（比方運動操控器）；假定有十分好的上位操控器，還能夠用轉(zhuǎn)矩辦法操控，把速度環(huán)也從驅(qū)動器上移開，并且，這時不需求運用伺服電機。