伺服就是一個提供閉環(huán)反饋信號來控制位置和轉速伺服在半導體設

1、.：.；伺服就是一個提供閉環(huán)反響信號來控制位置和轉速.伺服在半導體設備中的運用極其廣泛,例如在涂膠機,光刻機等設備上均有,下面就關于伺服電機的相關問題作出了整理,希望在今后的任務中能帶來協(xié)助 .1.伺服電機為什么不會丟步？伺服電機驅動器接納電機編碼器的反響信號，并和指令脈沖進展比較，從而構成了一個位置的半閉環(huán)控制。所以伺服電機不會出現(xiàn)丟步景象，每一個指令脈沖都可以得到可靠呼應。2.對伺服電機進展機械安裝時，應特別留意什么？由于每臺伺服電機后端部都安裝有旋轉編碼器，它是一個非常易碎的精細光學器件，過大的沖擊力一定會使其損壞。3.如何調理伺服電機，調理伺服電機有幾種方式？ 答：運用Twin Lin

2、e軟件對電機的PID參數(shù)、電機參數(shù)、電子齒輪比等進展調理。 4.我們想用伺服電機交換產品中的步進電機，應留意哪些問題？A.為了保證控制系統(tǒng)改動不大，應選用數(shù)字式伺服系統(tǒng)，仍可采用原來的脈沖控制方式；B.由于伺服電機都有一定過載才干，所以在選擇伺服電機時，閱歷上可以按照所運用的步進電機輸出扭矩的1/3來參考確定伺服電機的額定扭矩；C.伺服電機的額定轉速比步進電機的轉速要高的多，為了充分發(fā)揚伺服電機的性能，最好添加減速安裝，讓伺服電機任務在接近額定轉速下，這樣也可以選擇功率更小的電機，以降低本錢。5.用脈沖方式控制伺服電機的優(yōu)點?一 可靠性高，不易發(fā)生飛車事故。用模擬電壓方式控制伺服電機時，假設出

3、現(xiàn)接線接錯或運用中元件損壞等問題時，有能夠使控制電壓升至正的最大值。這種情況是很危險的。假設用脈沖作為控制信號就不會出現(xiàn)這種問題。二 信號抗干擾性能好。數(shù)字電路抗干擾性能是模擬電路難以比較的。當然目前由于伺服驅動器和運動控制器的限制，用脈沖方式控制伺服電機也有一些性能方面的弱點。一是伺服驅動器的脈沖任務方式脫離不了位置任務方式，二是運動控制器和驅動器如何用足夠高的脈沖信號傳送信息。這兩個根本的弱點使脈沖控制伺服電機有很大限制。(1)控制的靈敏性大大下降。這是由于伺服驅動器任務在位置方式下，位置環(huán)在伺服驅動器內部。這樣系統(tǒng)的PID參數(shù)修正起來很不方便。當用戶要求比較高的控制性能時實現(xiàn)起來會很困難

4、。從控制的角度來看，這只是一種很低級的控制戰(zhàn)略。假設控制程序不利用編碼器反響信號，現(xiàn)實上成了一種開環(huán)控制。假設利用反響控制，整個系統(tǒng)存在兩個位置環(huán)，控制器很難設計。在實踐中，經常不用反響控制，但不定時的讀取反響進展參考。這樣的一個開環(huán)系統(tǒng)，假設運動控制器和伺服驅動器之間的信號通道上產生干擾，系統(tǒng)是不能抑制的。(2)控制的快速性速度不高。6.伺服驅動器的“4號報警是什么意思，?答：這是電機傳感器錯誤，或者是編碼器與電機的連線沒有銜接好，或者是動力電源缺相。 7.伺服驅動器“2號報警，怎樣處理，需求調理哪些參數(shù)?答：應該調理驅動器控制信號的30號角使其是高電平。8.如何根據(jù)客戶的要求為客戶選配伺服

5、電機和減速機，所選的方案應為最正確。答：根據(jù)功率選取減速機，選出適宜的減速機尺寸，在根據(jù)減速機選擇適宜的伺服電機，一定要留意速度的選取。9.伺服電機通電以前應做哪些檢查任務？ 答：檢查電機與驅動器的連線，連線不能虛連，線不能接錯。 10.控制伺服時，給信號時，伺服電機不轉，振動?答：U，V，W三相接錯。步進電機與直流伺服電機、驅動器、控制器相關資料淺談伺服電機伺服電動機伺服電動機或稱執(zhí)行電動機是自動控制系統(tǒng)和計算安裝中廣泛運用的一種執(zhí)行元件。其作用為把接受的電信號轉換為電動機轉軸的角位移或角速度。按電流種類的不同，伺服電動機可分為直流和交流兩大類。一、交流伺服電動機1、構造和原理交流伺服電動機

6、的定子繞組和單相異步電動機類似，它的定子上裝有兩個在空間相差90電角度的繞組，即勵磁繞組和控制繞組。運轉時勵磁繞組一直加上一定的交流勵磁電壓，控制繞組上那么加大小或相位隨信號變化的控制電壓。轉子的構造方式籠型轉子和空心杯型轉子兩種?；\型轉子的構造與普通籠型異步電動機的轉子一樣，但轉子做的細長，轉子導體用高電阻率的資料作成。其目的是為了減小轉子的轉動慣量，添加啟動轉矩對輸入信號的快速反響和抑制自轉景象?？招谋无D子交流伺服電動機的定子分為外定子和內定子兩部分。外定子的構造與籠型交流伺服電動機的定子一樣，鐵心槽內放有兩相繞組?？招谋无D子由導電的非磁性資料如鋁做成薄壁筒形，放在內、外定子之間。杯子

7、底部固定于轉軸上，杯臂薄而輕，厚度普通在0.20.8mm，因此轉動慣量小，動作快且靈敏。交流伺服電動機的任務原理和單相異步電動機類似，LL是有固定電壓勵磁的勵磁繞組，LK是有伺服放大器供電的控制繞組，兩相繞組在空間相差90電角度。假設IL與Ik 的相位差為90，而兩相繞組的磁動勢幅值又相等，這種形狀稱為對稱形狀。與單相異步電動機一樣，這時在氣隙中產生的合成磁場為一旋轉磁場，其轉速稱為同步轉速。旋轉磁場與轉子導體相對切割，在轉子中產生感應電流。轉子電流與旋轉磁場相互作用產生轉矩，使轉子旋轉。假設改動加在控制繞組上的電流的大小或相位差，就破壞了對稱形狀，使旋轉磁場減弱，電動機的轉速下降。電機的任務

8、形狀越不對稱，總電磁轉矩就越小，當除去控制繞組上信號電壓以后，電動機立刻停頓轉動。這是交流伺服電動機在運轉上與普通異步電動機的區(qū)別。 交流伺服電動機有以下三種轉速控制方式：1幅值控制 控制電流與勵磁電流的相位差堅持90不變，改動控制電壓的大小。2 相位控制控制電壓與勵磁電壓的大小，堅持額定值不變，改動控制電壓的相位。3幅值相位控制同時改動控制電壓幅值和相位。交流伺服電動機轉軸的轉向隨控制電壓相位的反相而改動。2 任務特性和用途伺服電動機的任務特性是以機械特性和調理特性為表征。在控制電壓一定時，負載添加，轉速下降；它的調理特性是在負載一定時，控制電壓越高，轉速也越高。伺服電動機有三個顯著特點：1

9、啟動轉矩大由于轉子導體電阻很大，可使臨界轉差率，定子一加上控制電壓，轉子立刻啟動運轉運轉范圍寬在轉差率從到的范圍內都能穩(wěn)定運轉無自轉景象控制信號消逝后，電動機旋轉不停的景象稱自轉自轉景象破壞了伺服性，顯然要防止正常運轉的伺服電動機只需失去控制電壓后，伺服電動機就處于單相運轉形狀。由于轉子導體電阻足夠大，使得總電磁轉矩一直是制動性的轉矩，當電動機正轉時失去控制電壓，產生的轉矩為負。而反轉時失去UK，產生的轉矩為正1S2時，不會產生自轉景象，可以自行制動，迅速停頓運轉，這也是交流伺服電動機與異步電動機的重要區(qū)別。 不同類型的交流伺服電動機具有不同的特點?；\型轉子交流伺服電動機具有勵磁電流較小、體積

10、較小、機械強度高等特點；但是低速運轉不夠平穩(wěn)，有抖動景象。空心杯形轉子交流伺服電動機具有構造簡單、維護方便、轉動慣量小、運轉平滑、噪聲小、沒有無線電干擾、無抖動景象等優(yōu)點；但是勵磁電流較大，體積也較大，轉子易變形，性能上不及直流伺服電動機。交流伺服電動機適用于0.1100W小功率自動控制系統(tǒng)中，頻率有50Hz、400Hz等多種?；\型轉子交流伺服電動機產品為SL系列?？招谋无D子交流伺服電動機為SK系列，用于要求運轉平滑的系統(tǒng)中。二、直流伺服電動機直流伺服電動機的根本構造與普通他勵直流電動機一樣，所不同的是直流伺服電動機的電樞電流很小，換向并不困難，因此都不用裝換向磁極，并且轉子做得細長，氣隙較

11、小，磁路不飽和，電樞電阻較大。按勵磁方式不同，可分為電磁式和永磁式兩種，電磁式直流伺服電動機的磁場由勵磁繞組產生，普通用他勵式；永磁式直流伺服電動機的磁場由永久磁鐵產生，無需勵磁繞組和勵磁電流，可減小體積和損耗。為了順應各種不同系統(tǒng)的需求，從構造上作了許多改良，又開展了低慣量的無槽電樞、空心杯形電樞、印制繞組電樞和無刷直流伺服電動機等種類。電磁式直流伺服電動機的任務原理和他勵式直流電動機同，因此電磁式直流伺服電動機有兩種控制轉速方式：電樞控制和磁場控制。對永磁式直流伺服電動機來說，當然只需電樞控制調速一種方式。由于磁場控制調速方式的性能不如電樞控制調速方式，故直流伺服電動機普通都采用電樞控制調

12、速。直流伺服電動機轉軸的轉向隨控制電壓的極性改動而改動。直流伺服電動機的機械特性與他勵直流電動機類似，即n=n0-T。當勵磁不變時，對不同電壓Ua有一組下降的平行直線。直流伺服電動機適用于功率稍大1600W的自動控制系統(tǒng)中。與交流伺服電動機相比，它的調速線性好，體積小，質量輕，啟動轉矩大，輸出功率大。但它的構造復雜，特別是低速穩(wěn)定性差，有火花會引起無線電干擾。近年來，開展了低慣量的無槽電樞電動機、空心杯形電樞電動機、印制繞組電樞電動機和無刷直流伺服電動機，來提高快速呼應才干，順應自動控制系統(tǒng)的開展需求，如電視攝象機、錄音機、XY函數(shù)記錄儀及機床控制系統(tǒng)等。不同類型的交流伺服電動機具有不同的特點

13、?；\型轉子交流伺服電動機具有勵磁電流較小、體積較小、機械強度高等特點；但是低速運轉不夠平穩(wěn)，有抖動景象。空心杯形轉子交流伺服電動機具有構造簡單、維護方便、轉動慣量小、運轉平滑、噪聲小、沒有無線電干擾、無抖動景象等優(yōu)點；但是勵磁電流較大，體積也較大，轉子易變形，性能上不及直流伺服電動機。交流伺服電動機適用于0.1100W小功率自動控制系統(tǒng)中，頻率有50Hz、400Hz等多種?；\型轉子交流伺服電動機產品為SL系列?？招谋无D子交流伺服電動機為SK系列，用于要求運轉平滑的系統(tǒng)中。二、直流伺服電動機直流伺服電動機的根本構造與普通他勵直流電動機一樣，所不同的是直流伺服電動機的電樞電流很小，換向并不困難，

14、因此都不用裝換向磁極，并且轉子做得細長，氣隙較小，磁路不飽和，電樞電阻較大。按勵磁方式不同，可分為電磁式和永磁式兩種，電磁式直流伺服電動機的磁場由勵磁繞組產生，普通用他勵式；永磁式直流伺服電動機的磁場由永久磁鐵產生，無需勵磁繞組和勵磁電流，可減小體積和損耗。為了順應各種不同系統(tǒng)的需求，從構造上作了許多改良，又開展了低慣量的無槽電樞、空心杯形電樞、印制繞組電樞和無刷直流伺服電動機等種類。電磁式直流伺服電動機的任務原理和他勵式直流電動機同，因此電磁式直流伺服電動機有兩種控制轉速方式：電樞控制和磁場控制。對永磁式直流伺服電動機來說，當然只需電樞控制調速一種方式。由于磁場控制調速方式的性能不如電樞控制

15、調速方式，故直流伺服電動機普通都采用電樞控制調速。直流伺服電動機轉軸的轉向隨控制電壓的極性改動而改動。直流伺服電動機的機械特性與他勵直流電動機類似，即n=n0-T。當勵磁不變時，對不同電壓Ua有一組下降的平行直線。直流伺服電動機適用于功率稍大1600W的自動控制系統(tǒng)中。與交流伺服電動機相比，它的調速線性好，體積小，質量輕，啟動轉矩大，輸出功率大。但它的構造復雜，特別是低速穩(wěn)定性差，有火花會引起無線電干擾。近年來，開展了低慣量的無槽電樞電動機、空心杯形電樞電動機、印制繞組電樞電動機和無刷直流伺服電動機，來提高快速呼應才干，順應自動控制系統(tǒng)的開展需求，如電視攝象機、錄音機、XY函數(shù)記錄儀及機床控制

16、系統(tǒng)等。伺服系統(tǒng)之伺服馬達(Servo motor)選定伺服馬達是自動化機械中，精細定位常用之旋轉作動元件，如數(shù)值控制(CNC)之工具、機器人(Robot)及印刷機等產業(yè)機械，對於如何選用適當伺服馬達規(guī)格在機構中，筆者以滾珠螺桿(Ball screw) 之滑臺為例，計算如下：一、首先決定機械之規(guī)格：1.負載 W=200(kg) 2.滾珠螺桿規(guī)格： (參圖一)(1)螺距(Pitch)PB=20(mm) (2)直徑DB=50(mm)(3)分量WB=40(kg)(4)摩擦係數(shù)=0.23.機械效益 =0.9 二、決定動作參數(shù)：(參圖二) 1.負載時移動速度 V=500(mm/sec) 2.滑臺全行程

17、L=1000(mm) 3.全行程移動總時間 t=1.4(sec) 4.加減速時間 t1=t3=0.2(sec) 5.靜止穩(wěn)定時間 t4=0.3(sec) 6.定位精度 0.05(mm)【圖二】此主題相關圖片如下，點擊圖片看大圖：三、選用馬達之轉子慣量(JM)1.滾珠螺桿慣量JB=(WBD2)/(8g) =(4052)/(8980) =0.128(kgcmS2) 2.負載慣量 JL=(W/g)(PB/20)2+JB=(200/9.8)(20/20)2+0.128=0.149 3.馬達軸心轉換慣量J=JL=0.149(kgcmS2) 4.選用馬達之轉子慣量 JMJL/20 149/20 7.45(

18、gcmS2) 四、選用馬達迴轉速(N) N=(V60)/PB =(50060)/20 =1500(rpm) 五、選用馬達之額定扭矩(TM) 1.負載扭矩 TL=(WPB)/(2)/10 =(0.220020)/(20.9)/10 =14.15(kgcm) 2.加減速扭矩 TA=(2N/60t1)(JM+(JL/) =140.5(kgcm) 3.瞬間最大扭矩(Ta) Ta=TA+TL=154.5(kgcm) Tb=TL=14.15(kgcm) Tc=TL-TA=-126.35(kgcm) 4.實效扭矩 Trms=(Ta2t1)+(Tb2t2)+(Tc2t3)(t1+t2+t3+t4) =69.3

19、(kgcm) 5.選用馬達之額定扭矩 TM1.3實效扭矩(Trms) 1.369.3 90(kgcm) 註：通常選用馬達之瞬間最大扭矩為TM之三倍但必須大於Ta 六、選用馬達解角器(PE) 假設PE=2000(p/rev) 則機械位置解析度(Resolution) =(PB(1/R)/(PE4)=0.0025(mm) 交流伺服在加工中心、自動車床、電動注塑機、機械手、印刷機、包裝機、彈簧機、三坐標丈量儀、電火花加工機等等方面的設備有寬廣的運用。 關于步進電機和交流伺服電機的性能有較大差別。 步進電機是一種離散運動的安裝，它和現(xiàn)代數(shù)字控制技術有著本質的聯(lián)絡。在目前國內的數(shù)字控制系統(tǒng)中，步進電機的

20、運用非常廣泛。隨著全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn)，交流伺服電機也越來越多地運用于數(shù)字控制系統(tǒng)中。為了順應數(shù)字控制的開展趨勢，運動控制系統(tǒng)中大多采用步進電機或全數(shù)字式交流伺服電機作為執(zhí)行電動機。 雖然兩者在控制方式上類似脈沖串和方向信號，但在運用性能和運用場所上存在著較大的差別。如：1、制精度不同；2、低頻特性不同 3、矩頻特性不同 4、過載才干不同 5、運轉性能不同 6、速度呼應性能不同。 交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進電機。但在一些要求不高的場所也經常用步進電機來做執(zhí)行電動機。所以，在控制系統(tǒng)的設計過程中要綜合思索控制要求、本錢等多方面的要素，選用適當?shù)目刂齐姍C。有關伺服零點開關的問題。

21、找零的方法有很多種，可根據(jù)所要求的精度及實踐要求來選擇。可以伺服電機本身完成有些品牌伺服電機有完好的回原點功能，也可經過上位機配合伺服完成，但回原點的原理根本上常見的有以下幾種。一、伺服電機尋覓原點時，當碰到原點開關時，馬上減速停頓，以此點為原點。二、回原點時直接尋覓編碼器的Z置信號，當有Z置信號時，馬上減速停頓。這種回原方法普通只運用在旋轉軸，且回原速度不高，精度也不高。 同步帶的安裝對伺服定位也有很大影響嗎。這個情況，得知道伺服是不是調得很軟？常見伺服是用脈沖控制的，那么，位置環(huán)的比例增益，速度環(huán)比例增益、積分時間常數(shù)分別是多少？位置環(huán)比例增益：21rad/s速度環(huán)比例增益：105rad/

22、s速度環(huán)積分時間常數(shù)：84ms關于伺服的三種控制方式, 普通伺服都有三種控制方式：速度控制方式，轉矩控制方式，位置控制方式 。想知道的就是這三種控制方式詳細根據(jù)什么來選擇的? 速度控制和轉矩控制都是用模擬量來控制的。位置控制是經過發(fā)脈沖來控制的。詳細采用什么控制方式要根據(jù)客戶的要求，滿足何種運動功能來選擇。假設您對電機的速度、位置都沒有要求，只需輸出一個恒轉矩，當然是用轉矩方式。 假設對位置和速度有一定的精度要求，而對實時轉矩不是很關懷，用轉矩方式不太方便，用速度或位置方式比較好。假設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。假設本身要求不是很高，或者，根本沒有實時性的要求，用

23、位置控制方式對上位控制器沒有很高的要求。就伺服驅動器的呼應速度來看，轉矩方式運算量最小，驅動器對控制信號的呼應最快；位置方式運算量最大，驅動器對控制信號的呼應最慢。對運動中的動態(tài)性能有比較高的要求時，需求實時對電機進展調整。那么假設控制器本身的運算速度很慢比如PLC，或低端運動控制器，就用位置方式控制。假設控制器運算速度比較快，可以用速度方式，把位置環(huán)從驅動器移到控制器上，減少驅動器的任務量，提高效率比如大部分中高端運動控制器；假設有更好的上位控制器，還可以用轉矩方式控制，把速度環(huán)也從驅動器上移開，這普通只是高端公用控制器才干這么干，而且，這時完全不需求運用伺服電機。換一種說法是： 1、轉矩控

24、制：轉矩控制方式是經過外部模擬量的輸入或直接的地址的賦值來設定電機軸對外的輸出轉矩的大小，詳細表現(xiàn)為例如10V對應5Nm的話，當外部模擬量設定為5V時電機軸輸出為2.5Nm:假設電機軸負載低于2.5Nm時電機正轉，外部負載等于2.5Nm時電機不轉，大于2.5Nm時電機反轉通常在有重力負載情況下產生?？梢越涍^即時的改動模擬量的設定來改動設定的力矩大小，也可經過通訊方式改動對應的地址的數(shù)值來實現(xiàn)。運用主要在對材質的受力有嚴厲要求的纏繞和放卷的安裝中，例如饒線安裝或拉光纖設備，轉矩的設定要根據(jù)纏繞的半徑的變化隨時更改以確保材質的受力不會隨著纏繞半徑的變化而改動。 2、位置控制：位置控制方式普通是經過

25、外部輸入的脈沖的頻率來確定轉動速度的大小，經過脈沖的個數(shù)來確定轉動的角度，也有些伺服可以經過通訊方式直接對速度和位移進展賦值。由于位置方式可以對速度和位置都有很嚴厲的控制，所以普通運用于定位安裝。運用領域如數(shù)控機床、印刷機械等等。3、速度方式：經過模擬量的輸入或脈沖的頻率都可以進展轉動速度的控制，在有上位控制安裝的外環(huán)PID控制時速度方式也可以進展定位，但必需把電機的位置信號或直接負載的位置信號給上位反響以做運算用。位置方式也支持直接負載外環(huán)檢測位置信號，此時的電機軸端的編碼器只檢測電機轉速，位置信號就由直接的最終負載端的檢測安裝來提供了，這樣的優(yōu)點在于可以減少中間傳動過程中的誤差，添加了整個

26、系統(tǒng)的定位精度。 怎樣判別伺服電機與伺服驅動器的缺點區(qū)別？ 看驅動器上的錯誤、報警號，然后查手冊。假設連報警都沒有了，那自然就是驅動器缺點，當然，還有能夠是根本伺服就沒有缺點，而是控制信號錯誤導致伺服沒有動作。除了看驅動器上的錯誤、報警號，然后查手冊外，有時最直接判別方法是改換，如X與Z軸伺服換型號一樣才可以?；蛐拚齾?shù)，如把X軸鎖住，不讓系統(tǒng)檢測X軸但應留意：X軸與Z軸互換，即使型號一樣，進口設備也能夠由于負載不同、參數(shù)不同而產生問題。當然，假設是國產設備，通常不會針對運用情況調整伺服參數(shù)，普通不會有問題。但應留意X軸與Z軸電機功率轉矩能否一樣、電機絲桿能否直聯(lián)以及電子齒輪減速比如面事宜。 關于交流伺服電機的幾個問題： 問A：交流同步伺服、交流異步伺服的額定轉速與極數(shù)能否有關？n1=60f/2p？額定轉速以下輸出恒轉矩，額定轉速以上恒功率，那么額定轉速的界定是由電機本身的機