Rexroth伺服驅(qū)動器R911328912
伺服驅(qū)動器（servo drives）又稱為“伺服控制器“、“伺服放大器“，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)用于高精度的定位系統(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，實現(xiàn)高精度的傳動系統(tǒng)定位，目前是傳動技術(shù)的產(chǎn)品。

 Rexroth伺服驅(qū)動器R911328912

Rexroth伺服驅(qū)動器R911328912

產(chǎn)品簡介：

伺服驅(qū)動器(servo drives)又稱為"伺服控制器"、"伺服放大器"，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)用于高精度的定位系統(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，實現(xiàn)高精度的傳動系統(tǒng)定位，目前是傳動技術(shù)的產(chǎn)品。

力士樂部分系列型號：

911306624 HAS01.1-200-072-MN
R911306666 HAS01.1-225-072-CN
R911306625 HAS01.1-250-072-MN
R911306626 HAS01.1-350-072-MN
R911306669 HAS01.1-350-NNN-CN
R911306632 HAS01.1-350-NNN-MN
（8）力士樂REXROTH屏蔽盒
R911306330 HAS02.1-001-NNN-NN
R911306106 HAS02.1-002-NNN-NN
R911306331 HAS02.1-003-NNN-NN
R911306720 HAS02.1-004-NNN-NN
R911306721 HAS02.1-005-NNN-NN
R911309579 HAS02.1-008-NNN-NN
R911320785 HAS02.1-015-NNN-NN
（9）力士樂REXROTH連接適配器X41
R911321502 HAS05.1-007-NNL-NN
R911319770 HAS05.1-007-NNR-NN
（10）力士樂REXROTH內(nèi)置適配器
R911308567 HAS03.1-002-NNN-NN
8、力士樂REXROTH電纜
（1）力士樂REXROTH擴(kuò)展模塊總線連接
R911343983 RKB0001/002.0 (2m length)
R911343984 RKB0001/005.0 (5m length)
（2）力士樂REXROTH電機(jī)功率電纜
R911379613 RKL4804/005,0 (RLS1701-INK0670-RLS0745)
R911379615 RKL4804/010,0 (RLS1701-INK0670-RLS0745)
R911342674 RKL0014/005,0 (RLS1101-INK0653-RLS0745)
R911343931 RKL0014/010,0 (RLS1101-INK0653-RLS0745)
R911331348 RKL0019/005,0 (RLS1101-INK0653-RLS0746)
R911331349 RKL0019/010,0 (RLS1101-INK0653-RLS0746)
R911341793 RKL0019/015,0 (RLS1101-INK0653-RLS0746)
R911347947 RKL0050/005,0 (RLS1201-INK0650-RLS0749)
R911347959 RKL0050/010,0 (RLS1201-INK0650-RLS0749)
R911310648 RKL4302/005,0 (RLS1101-INK0653-RLS0722)
R911310649 RKL4302/010,0 (RLS1101-INK0653-RLS0722)
R911310651 RKL4302/015,0 (RLS1101-INK0653-RLS0722)
R911310652 RKL4303/005,0 (RLS1101-INK0653-RLS0721)
R911310653 RKL4303/010,0 (RLS1101-INK0653-RLS0721)
R911310655 RKL4306/005,0 (RLS1201-INK0650-RLS0722)
R911310656 RKL4306/010,0 (RLS1201-INK0650-RLS0722)
R911312869 RKL4308/005,0 (RLS1201-INK0602-RLS0722)
R911312873 RKL4308/010,0 (RLS1201-INK0602-RLS0722)
R911312870 RKL4309/005,0 (RLS1201-INK0602-RLS0721)
R911312871 RKL4309/010,0 (RLS1201-INK0602-RLS0721)
R911305802 RKL4307/000,0
R911313024 RKL4307/005,0
R911400929 RKL4307/005,5
R911378158 RKL4307/006,0
R911313025 RKL4307/007,0
R911313028 RKL4307/015,0
R911400936 RKL4307/016,0
R911400937 RKL4307/017,0
R911400938 RKL4307/017,5
R911400939 RKL4307/018,0
R911400940 RKL4307/018,5
R911400941 RKL4307/019,0
R911389673 RKL4307/020,0
R911400942 RKL4307/021,0
R911400943 RKL4307/022,0
R911400944 RKL4307/022,5
R911338845 RKL4307/025,0
R911338846 RKL4307/030,0
R911392437 RKL4307/035,0
R911338847 RKL4307/045,0
R911386968 RKL4307/047,0
R911386969 RKL4307/049,0
R911379887 RKL4307/050,0
R911386970 RKL4307/055,0
R911397046 RKL4307/065,0
R911386212 RKL4307/008,0
R911400930 RKL4307/008,5
R911390396 RKL4307/009,0
R911313026 RKL4307/010,0
R911400931 RKL4307/010,5
R911400932 RKL4307/012,0
R911400933 RKL4307/012,5
R911390397 RKL4307/013,0
R911400934 RKL4307/013,5
R911400935 RKL4307/014,0
（3）力士樂REXROTH電機(jī)功率電纜MSK
R911338842 RKL4305/003,0 (RLS1101-INK0653-RLS1102)
R911375077 RKL4305/005,0 (RLS1101-INK0653-RLS1102)
R911372031 RKL4305/010,0 (RLS1101-INK0653-RLS1102)
（4）力士樂REXROTH電機(jī)反饋電纜
R911380324 RKG0062/005,0 (RGS1781-REG0012-RGS0010)
R911380326 RKG0062/010,0 (RGS1781-REG0012-RGS0010)
R911382674 RKG0063/005,0 (RGS1781-REG0012-RGS1782)
R911382676 RKG0063/010,0 (RGS1781-REG0012-RGS1782)
R911342491 RKG0034/010,0 (INS0753-INK0448-INS0758)
R911340295 RKG0036/005,0 (INS0379-INK0532-INS0760)
R911340300 RKG0036/010,0 (INS0379-INK0532-INS0760)
R911338976 RKG4200/002,0 (RGS1001-INK0448-INS0760)
R911336966 RKG4200/003,0 (RGS1001-INK0448-INS0760)
R911317223 RKG4200/004,0 (RGS1001-INK0448-INS0760)
R911310645 RKG4200/005,0 (RGS1001-INK0448-INS0760)
R911313036 RKG4200/006,0 (RGS1001-INK0448-INS0760)
R911313019 RKG4200/008,0 (RGS1001-INK0448-INS0760)
R911310646 RKG4200/010,0 (RGS1001-INK0448-INS0760)

基本信息
中文名稱
伺服驅(qū)動器

外文名稱
servo drives

 
別    名
伺服控制器、伺服放大器

實    質(zhì)
控制伺服電機(jī)的一種控制器

目錄
1工作原理
2基本要求
3控制方式
4相關(guān)參數(shù)
5應(yīng)用領(lǐng)域
工作原理

處理器
目前主流的伺服驅(qū)動器均采用數(shù)字信號處理器（DSP）作為控制核心，可以實現(xiàn)比較復(fù)雜的控制算法，實現(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,在主回路中還加入軟啟動電路,以減小啟動過程對驅(qū)動器的沖擊。功率驅(qū)動單元首先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)動三相永磁式同步交流伺服電機(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?/p>

研究
隨著伺服系統(tǒng)的大規(guī)模應(yīng)用，伺服驅(qū)動器使用、伺服驅(qū)動器調(diào)試、伺服驅(qū)動器維修都是伺服驅(qū)動器在當(dāng)今比較重要的技術(shù)課題，越來越多工控技術(shù)服務(wù)商對伺服驅(qū)動器進(jìn)行了技術(shù)深層次研究。

基本要求
伺服進(jìn)給系統(tǒng)的要求

1、調(diào)速范圍寬

2、定位精度高

3、有足夠的傳動剛性和高的速度穩(wěn)定性

4、快速響應(yīng)，無超調(diào)

為了保證生產(chǎn)率和加工質(zhì)量，除了要求有較高的定位精度外，

還要求有良好的快速響應(yīng)特性，即要求跟蹤指令信號的響應(yīng)要快，因為數(shù)控系統(tǒng)在啟動、制動時，要求加、減加速度足夠大，縮短進(jìn)給系統(tǒng)的過渡過程時間，減小輪廓過渡誤差。

5、低速大轉(zhuǎn)矩，過載能力強(qiáng)

一般來說，伺服驅(qū)動器具有數(shù)分鐘甚至半小時內(nèi)1.5倍以上的過載能力，在短時間內(nèi)可以過載4～6倍而不損壞。

6、可靠性高

要求數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)可靠性高、工作穩(wěn)定性好，具有較強(qiáng)的溫度、濕度、振動等環(huán)境適應(yīng)能力和很強(qiáng)的抗干擾的能力。

對電機(jī)的要求

1、從低速到速電機(jī)都能平穩(wěn)運轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩波動要小，尤其在低速如0.1r/min或更低速時，仍有平穩(wěn)的速度而無爬行現(xiàn)象。

2、電機(jī)應(yīng)具有大的較長時間的過載能力，以滿足低速大轉(zhuǎn)矩的要求。一般直流伺服電機(jī)要求在數(shù)分鐘內(nèi)過載4～6倍而不損壞。

3、為了滿足快速響應(yīng)的要求，電機(jī)應(yīng)有較小的轉(zhuǎn)動慣量和大的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，并具有盡可能小的時間常數(shù)和啟動電壓。

4、電機(jī)應(yīng)能承受頻繁啟、制動和反轉(zhuǎn)。

控制方式
數(shù)控機(jī)床中伺服驅(qū)動器控制按其結(jié)構(gòu)可分成開環(huán)控制和閉環(huán)（半閉環(huán)）控制。如果詳細(xì)分類，開環(huán)控制又可分為普通型和反饋補(bǔ)償型，閉環(huán)（半閉環(huán)）控制也可分為普通型和反饋補(bǔ)償型。[1]

反饋補(bǔ)償型開環(huán)控制
開環(huán)系統(tǒng)的精度較低，這是由于伺服驅(qū)動器的步距誤差、起停誤差、機(jī)械系統(tǒng)的誤差都會直接影響到定位精度。應(yīng)采用補(bǔ)償型進(jìn)行改進(jìn)，這種系統(tǒng)且有開環(huán)與閉環(huán)兩者的優(yōu)點，即具有開環(huán)的穩(wěn)定性和閉環(huán)的精確性。不會因為機(jī)床的諧振頻率、爬行、失動等引起系統(tǒng)振蕩。反饋補(bǔ)償型開環(huán)控制不需要間隙補(bǔ)償和螺距補(bǔ)償。

閉環(huán)控制
由于開環(huán)控制的精度不能很好地滿足機(jī)床的要求，為了提高伺服驅(qū)動器的控制精度，根本的辦法是采用閉環(huán)控制方式。即不但有前身控制通道，而且有檢測輸出的反饋通道，指令信號與反饋信號比較后得到偏差信號，形成以偏差控制的閉環(huán)控制系統(tǒng)。

半閉環(huán)控制
對于閉環(huán)控制系統(tǒng)，合理的設(shè)計可以得到可靠的穩(wěn)定性和很高的精度，但是直接測量工作臺的位置信號需要用如光柵、有磁尺或直線感應(yīng)同步器等安裝、維護(hù)要求較高的位置檢測裝置。通過對傳動軸或絲杠角位移的測量，可間接地獲得位置輸出量的等效反饋信號。由于這部分傳動引起的誤差不能被閉環(huán)系統(tǒng)中不包含從旋轉(zhuǎn)軸到工作臺之間的傳動鏈，因此這部分傳動引起的誤差不能被閉環(huán)系統(tǒng)自動補(bǔ)償，所以稱這種由等效反饋信號構(gòu)成的閉環(huán)控制系統(tǒng)為半閉環(huán)伺服驅(qū)動器，這種控制方式稱為半閉環(huán)控制方式。

反饋補(bǔ)償型的半閉環(huán)控制
這種伺服驅(qū)動器控制補(bǔ)償原理與開環(huán)補(bǔ)償系統(tǒng)相同，由旋轉(zhuǎn)變壓器和感應(yīng)同步器組成的兩套獨立的測量系統(tǒng)均以鑒幅方式工作。該系統(tǒng)的缺點是成本高，要用兩套檢測系統(tǒng)，優(yōu)點是比全閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)整容易，穩(wěn)定性好，適合用做高精度大型數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動。

相關(guān)參數(shù)
在自動化設(shè)備中，經(jīng)常用到伺服電機(jī)，特別是位置控制，

大部分品牌的伺服電機(jī)都有位置控制功能，通過控制器發(fā)出脈沖來控制伺服電機(jī)運行，

脈沖數(shù)對應(yīng)轉(zhuǎn)的角度，脈沖頻率對應(yīng)速度（與電子齒輪設(shè)定有關(guān)），

當(dāng)一個新的系統(tǒng)，參數(shù)不能工作時，首先設(shè)定位置增益，確保電機(jī)無噪音情況下，盡量設(shè)大些，

轉(zhuǎn)動慣量比也非常重要，可通過自學(xué)習(xí)設(shè)定的數(shù)來參考，

然后設(shè)定速度增益和速度積分時間，確保在低速運行時連續(xù)，位置精度受控即可。[2]

位置比例增益
設(shè)定位置環(huán)調(diào)節(jié)器的比例增益。設(shè)置值越大，增益越高，剛度越大，相同頻率指令脈沖條件下，位置滯后量越小。但數(shù)值太大可能會引起振蕩或超調(diào)。參數(shù)數(shù)值由具體的伺服系統(tǒng)型號和負(fù)載情況確定。

位置前饋增益
設(shè)定位置環(huán)的前饋增益。設(shè)定值越大時，表示在任何頻率的指令脈沖下，位置滯后量越小位置環(huán)的前饋增益大，控制系統(tǒng)的高速響應(yīng)特性提高，但會使系統(tǒng)的位置不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生振蕩。不需要很高的響應(yīng)特性時，本參數(shù)通常設(shè)為0表示范圍：0~*

速度比例增益
設(shè)定速度調(diào)節(jié)器的比例增益。設(shè)置值越大，增益越高，剛度越大。參數(shù)數(shù)值根據(jù)具體的伺服驅(qū)動系統(tǒng)型號和負(fù)載值情況確定。一般情況下，負(fù)載慣量越大，設(shè)定值越大。在系統(tǒng)不產(chǎn)生振蕩的條件下，盡量設(shè)定較大的值。

速度積分時間常數(shù)
設(shè)定速度調(diào)節(jié)器的積分時間常數(shù)。設(shè)置值越小，積分速度越快。參數(shù)數(shù)值根據(jù)具體的伺服驅(qū)動系統(tǒng)型號和負(fù)載情況確定。一般情況下，負(fù)載慣量越大，設(shè)定值越大。在系統(tǒng)不產(chǎn)生振蕩的條件下，盡量設(shè)定較小的值。

速度反饋濾波因子
設(shè)定速度反饋低通濾波器特性。數(shù)值越大，截止頻率越低，電機(jī)產(chǎn)生的噪音越小。如果負(fù)載慣量很大，可以適當(dāng)減小設(shè)定值。數(shù)值太大，造成響應(yīng)變慢，可能會引起振蕩。數(shù)值越小，截止頻率越高，速度反饋響應(yīng)越快。如果需要較高的速度響應(yīng)，可以適當(dāng)減小設(shè)定值。

大輸出轉(zhuǎn)矩設(shè)置
設(shè)置伺服驅(qū)動器的內(nèi)部轉(zhuǎn)矩限制值。設(shè)置值是額定轉(zhuǎn)矩的百分比，任何時候，這個限制都有效定位完成范圍設(shè)定位置控制方式下定位完成脈沖范圍。本參數(shù)提供了位置控制方式下驅(qū)動器判斷是否完成定位的依據(jù)，當(dāng)位置偏差計數(shù)器內(nèi)的剩余脈沖數(shù)小于或等于本參數(shù)設(shè)定值時，驅(qū)動器認(rèn)為定位已完成，到位開關(guān)信號為 ON，否則為OFF。

在位置控制方式時，輸出位置定位完成信號，加減速時間常數(shù)設(shè)置值是表示電機(jī)從0~2000r/min的加速時間或從2000~0r/min的減速時間。加減速特性是線性的到達(dá)速度范圍設(shè)置到達(dá)速度在非位置控制方式下，如果伺服電機(jī)速度超過本設(shè)定值，則速度到達(dá)開關(guān)信號為ON，否則為 OFF。在位置控制方式下，不用此參數(shù)。與旋轉(zhuǎn)方向無關(guān)。

手動調(diào)整增益參數(shù)
調(diào)整速度比例增益KVP值。當(dāng)伺服系統(tǒng)安裝完后，必須調(diào)整參數(shù)，使系統(tǒng)穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。首先調(diào)整速度比例增益KVP值．調(diào)整之前必須把積分增益KVI及微分增益KVD調(diào)整至零，然后將KVP值漸漸加大；同時觀察伺服電機(jī)停止時足否產(chǎn)生振蕩，并且以手動方式調(diào)整KVP參數(shù)，觀察旋轉(zhuǎn)速度是否明顯忽快忽慢．KVP值加大到產(chǎn)生以上現(xiàn)象時，必須將KVP值往回調(diào)小，使振蕩消除、旋轉(zhuǎn)速度穩(wěn)定。此時的KVP值即初步確定的參數(shù)值。如有必要，經(jīng)KⅥ和KVD調(diào)整后，可再作反復(fù)修正以達(dá)到理想值。

調(diào)整積分增益KⅥ值。將積分增益KVI值漸漸加大，使積分效應(yīng)漸漸產(chǎn)生。由前述對積分控制的介紹可看出，KVP值配合積分效應(yīng)增加到臨界值后將產(chǎn)生振蕩而不穩(wěn)定，如同KVP值一樣，將KVI值往回調(diào)小，使振蕩消除、旋轉(zhuǎn)速度穩(wěn)定。此時的KVI值即初步確定的參數(shù)值。

調(diào)整微分增益KVD值。微分增益主要目的是使速度旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)，降低超調(diào)量。因此，將KVD值漸漸加大可改善速度穩(wěn)定性。    

調(diào)整位置比例增益KPP值。如果KPP值調(diào)整過大，伺服電機(jī)定位時將發(fā)生電機(jī)定位超調(diào)量過大，造成不穩(wěn)定現(xiàn)象。此時，必須調(diào)小KPP值，降低超調(diào)量及避開不穩(wěn)定區(qū)；但也不能調(diào)整太小，使定位效率降低。因此，調(diào)整時應(yīng)小心配合。

自動調(diào)整增益參數(shù)
現(xiàn)代伺服驅(qū)動器均已微計算機(jī)化，大部分提供自動增益調(diào)整( autotuning)的功能，可應(yīng)付多數(shù)負(fù)載狀況。在參數(shù)調(diào)整時，可先使用自動參數(shù)調(diào)整功能，必要時再手動調(diào)整。

事實上，自動增益調(diào)整也有選項設(shè)置，一般將控制響應(yīng)分為幾個等級，如高響應(yīng)、中響應(yīng)、低響應(yīng)，用戶可依據(jù)實際需求進(jìn)行設(shè)置。

位置比例增益

1、設(shè)定位置環(huán)調(diào)節(jié)器的比例增益；

2、設(shè)置值越大，增益越高，剛度越大，相同頻率指令脈沖條件下，位置滯后量越小。但數(shù)值太大可能會引起振蕩或超調(diào)；

3、參數(shù)數(shù)值由具體的伺服系統(tǒng)型號和負(fù)載情況確定。

位置前饋增益

1、設(shè)定位置環(huán)的前饋增益；

2、設(shè)定值越大時，表示在任何頻率的指令脈沖下，位置滯后量越??；

3、位置環(huán)的前饋增益大，控制系統(tǒng)的高速響應(yīng)特性提高，但會使系統(tǒng)的位置不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生振蕩；

4、不需要很高的響應(yīng)特性時，本參數(shù)通常設(shè)為0表示范圍：0~*。

速度比例增益

1、設(shè)定速度調(diào)節(jié)器的比例增益；

2、設(shè)置值越大，增益越高，剛度越大。參數(shù)數(shù)值根據(jù)具體的伺服驅(qū)動系統(tǒng)型號和負(fù)載值情況確定。一般情況下，負(fù)載慣量越大，設(shè)定值越大；

3、在系統(tǒng)不產(chǎn)生振蕩的條件下，盡量設(shè)定較大的值。

速度積分時間常數(shù)

1、設(shè)定速度調(diào)節(jié)器的積分時間常數(shù)；

2、設(shè)置值越小，積分速度越快。參數(shù)數(shù)值根據(jù)具體的伺服驅(qū)動系統(tǒng)型號和負(fù)載情況確定。一般情況下，負(fù)載慣量越大，設(shè)定值越大；

3、在系統(tǒng)不產(chǎn)生振蕩的條件下，盡量設(shè)定較小的值。

速度反饋濾波因子

1、設(shè)定速度反饋低通濾波器特性；

2、數(shù)值越大，截止頻率越低，電機(jī)產(chǎn)生的噪音越小。如果負(fù)載慣量很大，可以適當(dāng)減小設(shè)定值。數(shù)值太大，造成響應(yīng)變慢，可能會引起振蕩；

3、數(shù)值越小，截止頻率越高，速度反饋響應(yīng)越快。如果需要較高的速度響應(yīng)，可以適當(dāng)減小設(shè)定值。

大輸出轉(zhuǎn)矩設(shè)置

1、設(shè)置伺服電機(jī)的內(nèi)部轉(zhuǎn)矩限制值；

2、設(shè)置值是額定轉(zhuǎn)矩的百分比；

3、任何時候，這個限制都有效定位完成范圍；

4、設(shè)定位置控制方式下定位完成脈沖范圍；

5、本參數(shù)提供了位置控制方式下驅(qū)動器判斷是否完成定位的依據(jù)，當(dāng)位置偏差計數(shù)器內(nèi)的剩余脈沖數(shù)小于或等于本參數(shù)設(shè)定值時，驅(qū)動器認(rèn)為定位已完成，到位開關(guān)信號為 ON，否則為OFF；

6、在位置控制方式時，輸出位置定位完成信號，加減速時間常數(shù)；

7、設(shè)置值是表示電機(jī)從0~2000r/min的加速時間或從2000~0r/min的減速時間；

8、加減速特性是線性的到達(dá)速度范圍；

9、設(shè)置到達(dá)速度；

10、在非位置控制方式下，如果電機(jī)速度超過本設(shè)定值，則速度到達(dá)開關(guān)信號為ON，否則為OFF；

11、在位置控制方式下，不用此參數(shù)；

12、與旋轉(zhuǎn)方向無關(guān)。

應(yīng)用領(lǐng)域
伺服驅(qū)動器廣泛應(yīng)用于注塑機(jī)領(lǐng)域、紡織機(jī)械、包裝機(jī)械、數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域等。

伺服電機(jī)：

伺服電機(jī)(servo motor )是指在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運轉(zhuǎn)的發(fā)動機(jī)，是一種補(bǔ)助馬達(dá)間接變速裝置。

伺服電機(jī)可使控制速度，位置精度非常準(zhǔn)確，可以將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動控制對象。伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號控制，并能快速反應(yīng)，在自動控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，且具有機(jī)電時間常數(shù)小、線性度高、始動電壓等特性，可把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動機(jī)兩大類，其主要特點是，當(dāng)信號電壓為零時無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。

基本信息
中文名稱
伺服電機(jī)

外文名稱
Servo motor 

 
類型
設(shè)備

使用場合
自動控制系統(tǒng)

目錄
1工作原理
2發(fā)展歷史
3選型比較
4調(diào)試方法
5性能比較
6選型計算
7制動方式
8注意事項
9特點對比
10使用范圍
11主要作用
12優(yōu)點
工作原理
1、伺服系統(tǒng)(servo mechanism)是使物體的位置、方位、
伺服電機(jī)(圖1)
伺服電機(jī)(圖1)
狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(biāo)(或給定值)的任意變化的自動控制系統(tǒng)。伺服主要靠脈沖來定位，基本上可以這樣理解，伺服電機(jī)接收到1個脈沖，就會旋轉(zhuǎn)1個脈沖對應(yīng)的角度，從而實現(xiàn)位移，因為，伺服電機(jī)本身具備發(fā)出脈沖的功能，所以伺服電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一個角度，都會發(fā)出對應(yīng)數(shù)量的脈沖，這樣，和伺服電機(jī)接受的脈沖形成了呼應(yīng)，或者叫閉環(huán)，如此一來，系統(tǒng)就會知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機(jī)，同時又收了多少脈沖回來，這樣，就能夠很精確的控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)精確的定位，可以達(dá)到0.001mm。直流伺服電機(jī)分為有刷和無刷電機(jī)。有刷電機(jī)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(hù)，但維護(hù)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(jī)體積小，重量輕，出力大，響應(yīng)快，速度高，慣量小，轉(zhuǎn)動平滑，力矩穩(wěn)定?？刂茝?fù)雜，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(jī)免維護(hù)，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。

2、交流伺服電機(jī)也是無刷電機(jī)，分為同步和異步電機(jī)，目前運動控制中一般都用同步電機(jī)，它的功率范圍大，可以做到很大的功率。大慣量，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(yīng)用。

3、伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動器控制的U/V/W三相電形成電磁場，轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動，同時電機(jī)自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動器，驅(qū)動器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度。伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度(線數(shù))。

交流伺服電機(jī)和無刷直流伺服電機(jī)在功能上的區(qū)別:交流伺服要好一些，因為是正弦波控制，轉(zhuǎn)矩脈動小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比較簡單，便宜。

發(fā)展歷史
自從德國MANNESMANN的Rexroth公司的Indramat分部在1978年漢諾威貿(mào)易博覽會
交流伺服電機(jī)(圖二)
交流伺服電機(jī)(圖二)
上正式推出MAC永磁交流伺服電動機(jī)和驅(qū)動系統(tǒng)，這標(biāo)志著此種新一代交流伺服技術(shù)已進(jìn)入實用化階段。到20世紀(jì)80年代中后期，各公司都已有完整的系列產(chǎn)品。整個伺服裝置市場都轉(zhuǎn)向了交流系統(tǒng)。早期的模擬系統(tǒng)在諸如零漂、抗干擾、可靠性、精度和柔性等方面存在不足，尚不能*運動控制的要求，近年來隨著微處理器、新型數(shù)字信號處理器(DSP)的應(yīng)用，出現(xiàn)了數(shù)字控制系統(tǒng)，控制部分可*由軟件進(jìn)行，分別稱為直流伺服系統(tǒng)、三相永磁交流伺服系統(tǒng)。

到目前為止，高性能的電伺服系統(tǒng)大多采用永磁同步型交流伺服電動機(jī)，控制驅(qū)動器多采用快速、準(zhǔn)確定位的全數(shù)字位置伺服系統(tǒng)。典型生產(chǎn)廠家如德國西門子、美國科爾摩根和日本松下及安川等公司。

日本安川電機(jī)制作所推出的小型交流伺服電動機(jī)和驅(qū)動器，其中D系列適用于數(shù)控機(jī)床(轉(zhuǎn)速為1000r/min，力矩為0.25~2.8N.m)，R系列適用于機(jī)器人(轉(zhuǎn)速為3000r/min，力矩為0.016~0.16N.m)。之后又推出M、F、S、H、C、G 六個系列。20世紀(jì)90年代先后推出了新的D系列和R系列。由舊系列矩形波驅(qū)動、8051單片機(jī)控制改為正弦波驅(qū)動、80C、154CPU和門陣列芯片控制，力矩波動由24%降低到7%，并提高了可靠性。這樣，只用了幾年時間形成了八個系列(功率范圍為0.05~6kW)較完整的體系，滿足了工作機(jī)械、搬運機(jī)構(gòu)、焊接機(jī)械人、裝配機(jī)器人、電子部件、加工機(jī)械、印刷機(jī)、高速卷繞機(jī)、繞線機(jī)等的不同需要。

以生產(chǎn)機(jī)床數(shù)控裝置而*的日本發(fā)那科(Fanuc)公司，在20世紀(jì)80年代中期也推出了S系列(13個規(guī)格)和L系列(5個規(guī)格)的永磁交流伺服電動機(jī)。L系列有較小的轉(zhuǎn)動慣量和機(jī)械時間常數(shù)，適用于要求特別快速響應(yīng)的位置伺服系統(tǒng)。

日本其他廠商，例如:三菱電動機(jī)(HC-KFS、HC-MFS、HC-SFS、HC-RFS和HC-UFS系列)、東芝精機(jī)(SM系列)、大隈鐵工所(BL系列)、三洋電氣(BL系列)、立石電機(jī)(S系列)等眾多廠商也進(jìn)入了永磁交流伺服系統(tǒng)的競爭行列。

德國力士樂公司(Rexroth)的Indramat分部的MAC系列交流伺服電動機(jī)共有7個機(jī)座號92個規(guī)格。

德國西門子(Siemens)公司的IFT5系列三相永磁交流伺服電動機(jī)分為標(biāo)準(zhǔn)型和短型兩大類，共8個機(jī)座號98種規(guī)格。據(jù)稱該系列交流伺服電動機(jī)與相同輸出力矩的直流伺服電動機(jī)IHU系列相比，重量只有后者的1/2，配套的晶體管脈寬調(diào)制驅(qū)動器6SC61系列，多的可供6個軸的電動機(jī)控制。

德國博世(BOSCH)公司生產(chǎn)鐵氧體永磁的SD系列(17個規(guī)格)和稀土永磁的SE系列(8個規(guī)格)交流伺服電動機(jī)和Servodyn SM系列的驅(qū)動控制器。

美國*的伺服裝置生產(chǎn)公司Gettys曾一度作為Gould 電子公司一個分部(Motion Control Division)，生產(chǎn)M600系列的交流伺服電動機(jī)和A600 系列的伺服驅(qū)動器。后合并到AEG，恢復(fù)了Gettys名稱，推出A700全數(shù)字化的交流伺服系統(tǒng)。

美國A-B(ALLEN-BRADLEY)公司驅(qū)動分部生產(chǎn)1326型鐵氧體永磁交流伺服電動機(jī)和1391型交流PWM伺服控制器。電動機(jī)包括3個機(jī)座號共30個規(guī)格。

I.D.(Industrial Drives)是美國*的科爾摩根(Kollmorgen)的工業(yè)驅(qū)動分部，曾生產(chǎn)BR-210、BR-310、BR-510 三個系列共41個規(guī)格的無刷伺服電動機(jī)和BDS3型伺服驅(qū)動器。自1989年起推出了全新系列設(shè)計的摻鶼盜袛(Goldline)永磁交流伺服電動機(jī)，包括B(小慣量)、M(中慣量)和EB(防爆型)三大類，有10、20、40、60、80五種機(jī)座號，每大類有42個規(guī)格，全部采用釹鐵硼永磁材料，力矩范圍為0.84~111.2N.m，功率范圍為0.54~15.7kW。配套的驅(qū)動器有BDS4(模擬型)、BDS5(數(shù)字型、含位置控制)和Smart Drive(數(shù)字型)三個系列，大連續(xù)電流55A。Goldline系列代表了當(dāng)代永磁交流伺服技術(shù)水平。

愛爾蘭的Inland原為Kollmorgen在國外的一個分部，現(xiàn)合并到AEG，以生產(chǎn)直流伺服電動機(jī)、直流力矩電動機(jī)和伺服放大器而聞名。生產(chǎn)BHT1100、2200、3300三種機(jī)座號共17種規(guī)格的SmCo永磁交流伺服電動機(jī)和八種控制器。

法國Alsthom集團(tuán)在巴黎的Parvex工廠生產(chǎn)LC系列(長型)和GC系列(短型)交流伺服電動機(jī)共14個規(guī)格，并生產(chǎn)AXODYN系列驅(qū)動器。

原蘇聯(lián)為數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人伺服控制開發(fā)了兩個系列的交流伺服電動機(jī)。其中ДBy系列采用鐵氧體永磁，有兩個機(jī)座號，每個機(jī)座號有3種鐵心長度，各有兩種繞組數(shù)據(jù)，共12個規(guī)格，連續(xù)力矩范圍為7~35N.m。2ДBy系列采用稀土永磁，6個機(jī)座號17個規(guī)格，力矩范圍為0.1~170N.m，配套的是3ДБ型控制器。

近年日本松下公司推出的全數(shù)字型MINAS系列交流伺服系統(tǒng)，其中永磁交流伺服電動機(jī)有MSMA系列小慣量型，功率從0.03~5kW，共18種規(guī)格;中慣量型有MDMA、MGMA、MFMA三個系列，功率從0.75~4.5kW，共23種規(guī)格,MHMA系列大慣量電動機(jī)的功率范圍從0.5~5kW，有7種規(guī)格。

韓國三星公司近年開發(fā)的全數(shù)字永磁交流伺服電動機(jī)及驅(qū)動系統(tǒng)，其中FAGA交流伺服電動機(jī)系列有CSM、CSMG、CSMZ、CSMD、CSMF、CSMS、CSMH、CSMN、CSMX多種型號，功率從15W~5kW。

現(xiàn)在常采用(Powerrate)這一綜合指標(biāo)作為伺服電動機(jī)的品質(zhì)因數(shù)，衡量對比各種交直流伺服電動機(jī)和步進(jìn)電動機(jī)的動態(tài)響應(yīng)性能。功率變化率表示電動機(jī)連續(xù)(額定)力矩和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量之比。

公司簡介：

武漢百士自動化設(shè)備有限公司位于武漢洪山區(qū)，是一家從事經(jīng)營自動化儀表備件、液壓泵閥的貿(mào)易型公司；專注于中國工業(yè)傳動自動化流體領(lǐng)域。主營產(chǎn)品數(shù)控模塊、伺服電機(jī)、可編程控制器、傳感器、氣動元件、工業(yè)儀器儀表、電磁閥、柱塞泵、液壓元件等。經(jīng)營品牌有：貝加萊B&R、西門子Siemens、本特利bently、愛爾泰克Airtec氣動、安沃馳Aventics、博世力士樂rexroth、阿托斯ATOS、迪普馬DUPLOMATIC、Parker派克、伊頓EATON VICKERS等品牌。 
    
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