伺服电机概述.docx

之伺服电机(ServoMotor)

之

伺服电机定义

转速和转矩受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中做执行元件的一种补助马达间接变速装置。特点：控制信号消失，立即停止转动。

伺服电机分类

直流伺服电机

交流伺服电机

直流伺服电机结构和工作原理

伺服电机接收到一个脉冲，就会旋转相应的角度；伺服电机本身具备发出脉冲的功能，每旋转一定的角度，都会发出对应数量的脉冲。通过对比发出和接受的脉冲可以实时控制监控调整伺服电机的转动。这样，形成了闭环，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位。

交流伺服电机结构和工作原理

坚

坚固的TENV,IP65

彻鹿冲洗结构

通过cURus,CETUV认证

直接接近

安装螺打

可选的

制动新置

多种反燃热项庞转变压卷

《邮图所示1

SFD换句编码器绝对正弦编码盖

可遮的轴

配前：

压铸的留外亮和盖结构

镇住前轴承，

消除轴向移动

正在申请专利的定子F级高密度晓组480VAC高压绝缘(AKM1上240VAC)灌封以提高强度158℃热敏电阳过热保护

教铁疆础铁

高性能，低齿槽效应

元余的磁铁保持力

一片集成

前后终端盒和外亮

0形环锁住后轴承外环

多种国际

凸续架·标准

IP65可旋转的金属连接器

可选的能德胶轴封、

警固的粉束涂险

●●励磁绕组

●●

励磁绕组

lào

0o

转子

ol

CO)

控制绕组

内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。

伺服电机产品

高性能的电伺服系统大多采用永磁同步交流伺服电动机，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。

交流伺服系统的加速性能较好，从静止加速到其额定转速需几毫秒，可用于要求快速启停的控制场合。

伺服电机选型计算方法

1、确认转速和编码器分辨率。

2、计算电机轴上负载力矩的折算和加减速力矩。

3、计算负载惯量，惯量的匹配。

4、再生电阻的计算和选择。

5、电缆选择。

伺服电机安装使用

1、确保在安装和运转时加到伺服电机轴上的径向和轴向负载控制在每种型号的规定值以内。

2、在安装一个刚性联轴器时要格外小心，特别是过度的弯曲负载可能导致轴端和轴承的损

坏或磨损。最好用柔性联轴器，以便使径向负载低于允许值。

3、在安装/拆卸耦合部件到伺服电机轴端时，不要用锤子直接敲打。

4、竭力使轴端对齐到最佳状态(对不好可能导致振动或轴承损坏)。

伺服电机惯量匹配

在伺服系统选型和调配过程中，要计算机械系统换算到伺服电机轴的转动惯量，选择合适的型号，调试时设置合适的惯量比参数。

Ts-Ty=J6

角加速度0影响系统的动态特性，O越大，则由控制器发出指令到系统执行完毕的时间越短，系统反应越快。由于伺服电机选定后Ts的值不变，若0越大，则/越小。J大，还会使系统的固有频率下降，容易产生谐振，因而限制了伺服带宽，影响了伺服精度和响应速度。机械设计时在不影响系统刚度的条件下，应尽量减小惯量。:J=Js+Jm,Js为伺服电机转子的转动惯量，Jm为机械系统的转动惯量。要使的变化小，就要使M所占比例小。为了保

证系统的灵敏度和稳定性，Jm与Js的关系要参照伺服电机型号的推荐值。

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全数字式交流伺服电机作为执行电动机。在控制方式上用脉冲串和方向信号实现。

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。

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