交流伺服电机

交流伺服电机与普通电机区别 交流伺服电机与普通电机有很多区别 1、根据电机的不同应用领域，电机的种类很多，交流伺服电机 属于控制类电机。伺服的基本概念是准确、精确、快速定位。伺服电 机的构造与普通电机是有区别的，带编码器反馈闭环控制，能满足快 速响应和准确定位。 现在市面上流通的交流伺服电机多为永磁同步交流伺服， 这种电机受 工艺限制，很难做到很大的功率，十几 Kw 以上的同步伺服电机价格 很贵，在这样的现场应用，多采用交流异步伺服电机，往往采用变频 器驱动。 2、电机的材料、结构和加工工艺，交流伺服电机要远远高于变 频器驱动的交流电机（一般交流电机或恒力矩、恒功率等各类变频电 机） 。就是说当伺服驱动器输出电流、电压、频率变化很快时，伺服 电机能产生响应的动作变化， 响应特性和抗过载能力远远高于变频器 驱动的交流电机。当然不是说变频器输出不了变化那么快的电源信 号，而是电机本身就反应不了，所以在变频器的内部算法设定时为了 保护电机做了相应的过载设定。 3、交流电机一般分为同步和异步电机 （1） 、 交流同步电机 就是转子是由永磁材料构成， 所以转动后， 随着电机的定子旋转磁场的变化，转子也做响应频率的速度变化，而 且转子速度定子速度，所以称“同步” 。 （2） 、交流异步电机转子由感应线圈和材料构成。转动后，定 子产生旋转磁场， 磁场切割定子的感应线圈， 转子线圈产生感应电流， 进而转子产生感应磁场，感应磁场追随 定子旋转磁场的变化，但 转子的磁场变化永远小于定子的变化， 一旦等于就没有变化的磁场切 割转子的感应线圈， 转子线圈中也就没有了感应电流， 转子磁场消失， 转子失速又与定子产生速度差又重新获得感应电流。 。 。 所以在交流异 步电机里有个关键的参数是转差率就是转子与定子的速度差的比率。 （3） 、对应交流同步和异步电机，变频器就有相应的同步变频器 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。 4、交流伺服电机与普通电机还有很多区别，可以参考一下电 机学方面的书籍；普通电机通常功率很大，尤其是启动电流很大， 伺服驱动器的电流容量不能满足要求。可从电机的尺寸就知道原因 了。 关于伺服的应用。有很多方面，连一个小小的电磁调压阀，也可 以算上一个伺服系统。其他伺服应用如火炮或雷达，用作随动，要求 实时性好，动态响应快，超调小，精度在其次。如果是机床，则经常 用作恒速，位置高精度，实时性要求不高。 首先得确定你应用在什么场合。 如果用在机床上，则控制部分硬 件可以设计得相对简单一些，成本也相应低些。如果用于军工，则内 部固件设计时控制算法应该更灵活， 比如提供位置环滤波、速度环滤 波、非线性、最优化或智能化算法。当然不需要在一个硬件部分上实 现。可以面向对象做成几种类型的产品。 交流伺服在加工中心、 自动车床、 电动注塑机、 机械手、 印刷机、 包装机、弹簧机、三坐标测量仪、电火花加工机等等方面的设备有广 阔的应用。 关于步进电机和交流伺服电机的性能有较大差别。 步进电机是一种离散运动的装置， 它和现代数字控制技术有着本 质的联系。 在目前国内的数字控制系统中， 步进电机的应用十分广泛。 随着全数字式交流伺服系统的出现， 交流伺服电机也越来越多地应用 于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势，运动控制系统中 大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。 虽然两者在控制方式上相似（脉冲串和方向信号） ，但在使用性 能和应用场合上存在着较大的差异。如1、制精度不同；2、低频特 性不同 3、矩频特性不同 4、过载能力不同 5、运行性能不同 6、速 度响应性能不同。 交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机。 但在一些要求不 高的场合也经常用步进电机来做执行电动机。所以，在控制系统的设 计过程中要综合考虑控制要求、成本等多方面的因素，选用适当的控 制电机。 有关伺服零点开关的问题。 找零的方法有很多种，可根据所要求的精度及实际要求来选择。 可以伺服电机自身完成（有些品牌伺服电机有完整的回原点功能） ， 也可通过上位机配合伺服完成， 但回原点的原理基本上常见的有以下 几种。 一、伺服电机寻找原点时，当碰到原点开关时，马上减速停止， 以此点为原点。 二、回原点时直接寻找编码器的 Z 相信号，当有 Z 相信号时， 马上减速停止。 这种回原方法一般只应用在旋转轴， 且回原速度不高， 精度也不高。 同步带的安装对伺服定位也有很大影响吗。 这个情况， 得知道伺服是不是调得很软常见伺服是用脉冲控制 的，那么，位置环的比例增益，速度环比例增益、积分时间常数分别 是多少 位置环比例增益21rad/s 速度环比例增益105rad/s 速度环积分时间常数84ms 关于伺服的三种控制方式 一般伺服都有三种控制方式速度控制方式，转矩控制方式，位 置控制方式 。 想知道的就是这三种控制方式具体根据什么来选择的 速度控制和转矩控制都是用模拟量来控制的。 位置控制是通过发 脉冲来控制的。 具体采用什么控制方式要根据客户的要求，满足何种 运动功能来选择。 如果您对电机的速度、位置都没有要求，只要输出一个恒转矩， 当然是用转矩模式。 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。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，用位置控制方式对上位 控制器没有很高的要求。 就伺服驱动器的响应速度来看， 转矩模式运算量最小，驱动器对 控制信号的响应最快； 位置模式运算量最大，驱动器对控制信号的响 应最慢。 对运动中的动态性能有比较高的要求时， 需要实时对电机进行调 整。那么如果控制器本身的运算速度很慢（比如 PLC，或低端运动控 制器） ，就用位置方式控制。如果控制器运算速度比较快，可以用速 度方式，把位置环从驱动器移到控制器上，减少驱动器的工作量，提 高效率（比如大部分中高端运动控制器） ；如果有更好的上位控制器， 还可以用转矩方式控制，把速度环也从驱动器上移开，这一般只是高 端专用控制器才能这么干，而且，这时完全不需要使用伺服电机。 换一种说法是 1、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，具体表现为例如 10V对应 5Nm的话， 当外部模拟量设定为 5V时电机轴输出为 2.5Nm 如果电机轴负载低于 2.5Nm 时电机正转，外部负载等于 2.5Nm 时电 机不转，大于 2.5Nm 时电机反转（通常在有重力负载情况下产生） 。 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。 应用主要在对材质的受力有严格要求的缠绕和放卷的装置中， 例如饶 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。 2、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