貝加萊伺服電機(jī)

伺服電機(jī)自帶編碼器還要外加編碼器原因

1.使用單獨(dú)伺服電機(jī)，是半閉環(huán)控制方式。伺服電機(jī)里面自帶的編碼器即作速度反饋，又作位置反饋。

2.伺服電機(jī)里面自帶的編碼器，但是還要有個單獨(dú)的編碼器與伺服電機(jī)相連呢？這是介于半閉環(huán)控制和全閉環(huán)控制之間的一種控制方式。伺服電機(jī)里面自帶的編碼器作速度反饋，外邊有個單獨(dú)的編碼器與伺服電機(jī)相連來作位置反饋。

3.全閉環(huán)控制方式時(shí)，伺服電機(jī)里面自帶的編碼器作速度反饋，位置反饋使用光柵尺。

伺服電機(jī)編碼器介紹

伺服電機(jī)編碼器是安裝在伺服電機(jī)上用來測量磁極位置和伺服電機(jī)轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)速的一種傳感器，從物理介質(zhì)的不同來分，伺服電機(jī)編碼器可以分為光電編碼器和磁電編碼器，另外旋轉(zhuǎn)變壓器也算一種特殊的伺服編碼器，市場上使用的基本上是光電編碼器，磁電編碼器，有可靠，價(jià)格便宜，抗污染等特點(diǎn)，有趕超光電編碼器的趨勢。伺服電機(jī)編碼器軸與機(jī)器的連接，應(yīng)使用柔性連接器。另一種正余弦編碼器除了具備上述正交的sin、cos信號外，還具備一對一圈只出現(xiàn)一個信號周期的相互正交的1Vp-p的正弦型C、D信號，如果以C信號為sin，則D信號為cos，通過sin、cos信號的高倍率細(xì)分技術(shù)，不僅可以使正余弦編碼器獲得比原始信號周期更為細(xì)密的名義檢測分辨率，比如2048線的正余弦編碼器經(jīng)2048細(xì)分后，就可以達(dá)到每轉(zhuǎn)400多萬線的名義檢測分辨率，當(dāng)前很多歐美伺服廠家都提供這類高分辨率的伺服系統(tǒng)，而國內(nèi)廠家尚不多見；此外帶C、D信號的正余弦編碼器的C、D信號經(jīng)過細(xì)分后，還可以提供較高的每轉(zhuǎn)絕對位置信息，比如每轉(zhuǎn)2048個絕對位置，因此帶C、D信號的正余弦編碼器可以視作一種模擬式的單圈絕對編碼器。

伺服電機(jī)和編碼器的關(guān)系

1、伺服驅(qū)動器和編碼器是構(gòu)成伺服系統(tǒng)的兩個必要組成部分，伺服驅(qū)動器控制部分通過讀取編碼器獲得：轉(zhuǎn)子速度，轉(zhuǎn)子位置和機(jī)械位置，可以完成：

A、伺服電機(jī)的速度控制

B、伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制

C、機(jī)械位置同步跟蹤（多個傳動點(diǎn)）

D、定點(diǎn)停車

2、編碼器類型非常多，常用的是絕對值編碼器、增量編碼器和旋轉(zhuǎn)變壓器，還有一些更高的通訊編碼器。對于伺服來講，要想獲得非常高的性能和精度，必須提高編碼器的分辨率，常用的伺服編碼器2000－2500線（脈沖數(shù)/轉(zhuǎn)），但線數(shù)越高，編碼器價(jià)格就越貴，所以必須了解控制系統(tǒng)的要求，以選擇最合適的編碼器

3、對于增量性編碼器，較為常用，但最大的問題是：掉電位置丟失，所以要保持掉電位置，可以采用絕對值編碼器；如果機(jī)械振動大，則選用光電編碼器就不合適了，這是需采用旋轉(zhuǎn)變壓器。

貝加萊伺服電機(jī)

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1，如何正確選擇伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)？

主要視具體應(yīng)用情況而定，簡單地說要確定：負(fù)載的性質(zhì)（如水平還是垂直負(fù)載等），轉(zhuǎn)矩、慣量、轉(zhuǎn)速、精度、加減速等要求，上位控制要求（如對端口界面和通訊方面的要求），主要控制方式是位置、轉(zhuǎn)矩還是速度方式。供電電源是直流還是交流電源，或電池供電，電壓范圍。據(jù)此以確定電機(jī)和配用驅(qū)動器或控制器的型號。

2，選擇步進(jìn)電機(jī)還是伺服電機(jī)系統(tǒng)？

其實(shí)，選擇什么樣的電機(jī)應(yīng)根據(jù)具體應(yīng)用情況而定，各有其特點(diǎn)。請見下表，自然明白。

步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng) 伺服電機(jī)系統(tǒng)

力矩范圍 中小力矩（一般在20Nm以下） 小中大，全范圍

速度范圍 低（一般在2000RPM以下，大力矩電機(jī)小于1000RPM） 高（可達(dá)5000RPM）,直流伺服電機(jī)更可達(dá)1~2萬轉(zhuǎn)/分

控制方式 主要是位置控制 多樣化智能化的控制方式，位置/轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩方式

平滑性 低速時(shí)有振動（但用細(xì)分型驅(qū)動器則可明顯改善） 好，運(yùn)行平滑

精度 一般較低，細(xì)分型驅(qū)動時(shí)較高 高（具體要看反饋裝置的分辨率）

矩頻特性 高速時(shí)，力矩下降快 力矩特性好，特性較硬

過載特性 過載時(shí)會失步 可3~10倍過載（短時(shí)）

反饋方式 大多數(shù)為開環(huán)控制，也可接編碼器，防止失步 閉環(huán)方式，編碼器反饋

編碼器類型 - 光電型旋轉(zhuǎn)編碼器（增量型/絕對值型），旋轉(zhuǎn)變壓器型

響應(yīng)速度 一般 快

耐振動 好   一般（旋轉(zhuǎn)變壓器型可耐振動）

溫升 運(yùn)行溫度高 一般

維護(hù)性 基本可以免維護(hù) 較好

價(jià)格 低 高

3，如何配用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器？

根據(jù)電機(jī)的電流，配用大于或等于此電流的驅(qū)動器。如果需要低振動或高精度時(shí)，可配用細(xì)分型驅(qū)動器。對于大轉(zhuǎn)矩電機(jī)，盡可能用高電壓型驅(qū)動器，以獲得良好的高速性能。

4，2相和5相步進(jìn)電機(jī)有何區(qū)別，如何選擇？

2相電機(jī)成本低，但在低速時(shí)的震動較大，高速時(shí)的力矩下降快。5相電機(jī)則振動較小，高速性能好，比2相電機(jī)的速度高30~50%，可在部分場合取代伺服電機(jī)。

5，何時(shí)選用直流伺服系統(tǒng)，它和交流伺服有何區(qū)別？

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)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(shí)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(yùn)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(jī)也是無刷電機(jī)，分為同步和異步電機(jī)，目前運(yùn)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，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(yùn)行的應(yīng)用。

6，使用電機(jī)時(shí)要注意的問題？

上電運(yùn)行前要作如下檢查：

1）電源電壓是否合適（過壓很可能造成驅(qū)動模塊的損壞）；對于直流輸入的+/-極性一定不能接錯，驅(qū)動控制器上的電機(jī)型號或電流設(shè)定值是否合適（開始時(shí)不要太大）；

2）控制信號線接牢靠，工業(yè)現(xiàn)場最好要考慮屏蔽問題（如采用雙絞線）；

3）不要開始時(shí)就把需要接的線全接上，只連成最基本的系統(tǒng)，運(yùn)行良好后，再逐步連接。

4）一定要搞清楚接地方法，還是采用浮空不接。

5）開始運(yùn)行的半小時(shí)內(nèi)要密切觀察電機(jī)的狀態(tài)，如運(yùn)動是否正常，聲音和溫升情況，發(fā)現(xiàn)問題立即停機(jī)調(diào)整。

7，步進(jìn)電機(jī)啟動運(yùn)行時(shí)，有時(shí)動一下就不動了或原地來回動，運(yùn)行時(shí)有時(shí)還會失步，是什么問題？

一般要考慮以下方面作檢查：

1）電機(jī)力矩是否足夠大，能否帶動負(fù)載，因此我們一般推薦用戶選型時(shí)要選用力矩比實(shí)際需要大50%~100%的電機(jī)，因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)不能過負(fù)載運(yùn)行，哪怕是瞬間，都會造成失步，嚴(yán)重時(shí)停轉(zhuǎn)或不規(guī)則原地反復(fù)動。

2）上位控制器來的輸入走步脈沖的電流是否夠大（一般要>10mA），以使光耦穩(wěn)定導(dǎo)通，輸入的頻率是否過高，導(dǎo)致接收不到，如果上位控制器的輸出電路是CMOS電路，則也要選用CMOS輸入型的驅(qū)動器。

3）啟動頻率是否太高，在啟動程序上是否設(shè)置了加速過程，最好從電機(jī)規(guī)定的啟動頻率內(nèi)開始加速到設(shè)定頻率，哪怕加速時(shí)間很短，否則可能就不穩(wěn)定，甚至處于惰態(tài)。

4）電機(jī)未固定好時(shí)，有時(shí)會出現(xiàn)此狀況，則屬于正常。因?yàn)?，?shí)際上此時(shí)造成了電機(jī)的強(qiáng)烈共振而導(dǎo)致進(jìn)入失步狀態(tài)。電機(jī)必須固定好。

5）對于5相電機(jī)來說，相位接錯，電機(jī)也不能工作。

8， 我想通過通訊方式直接控制伺服電機(jī)，可以嗎？

可以的，也比較方便，只是速度問題，用于對響應(yīng)速度要求不太高的應(yīng)用。如果要求快速的響應(yīng)控制參數(shù)，最好用伺服運(yùn)動控制卡，一般它上面有DSP和高速度的邏輯處理電路，以實(shí)現(xiàn)高速高精度的運(yùn)動控制。如S加速、多軸插補(bǔ)等。

9， 用開關(guān)電源給步進(jìn)和直流電機(jī)系統(tǒng)供電好不好？

一般最好不要，特別是大力矩電機(jī)，除非選用比需要的功率大一倍以上的開關(guān)電源。因?yàn)椋姍C(jī)工作時(shí)是大電感型負(fù)載，會對電源端形成瞬間的高壓。而開關(guān)電源的過載性能不好，會保護(hù)關(guān)斷，且其精密的穩(wěn)壓性能又不需要，有時(shí)可能造成開關(guān)電源和驅(qū)動器的損壞?？梢杂贸Ｒ?guī)的環(huán)形或R型變壓器變壓的直流電源。

10，我想用±10V或4~20mA的直流電壓來控制步進(jìn)電機(jī)，可以嗎？

可以，但需要另外的轉(zhuǎn)換模塊。

11，我有一個的伺服電機(jī)帶編碼器反饋，可否用只帶測速機(jī)口的伺服驅(qū)動器控制？

可以，需要配一個編碼器轉(zhuǎn)測速機(jī)信號模塊。

12， 伺服電機(jī)的碼盤部分可以拆開嗎？

禁止拆開，因?yàn)榇a盤內(nèi)的石英片很容易破裂，且進(jìn)入灰塵后，壽命和精度都將無法保證，需要專業(yè)人員檢修。

13，步進(jìn)和伺服電機(jī)可以拆開檢修或改裝嗎？

不要，最好讓廠家去做，拆開后沒有專業(yè)設(shè)備很難安裝回原樣，電機(jī)的轉(zhuǎn)定子間的間隙無法保證。磁鋼材料的性能被破壞，甚至造成失磁，電機(jī)力矩大大下降。

14，幾臺伺服電機(jī)可以作同步運(yùn)行嗎？

我們的產(chǎn)品是可以的。

15，伺服控制器能夠感知外部負(fù)載的變化嗎？

我們的產(chǎn)品是可以的，如遇到設(shè)定阻力時(shí)停止、返回或保持一定的推力跟進(jìn)。

16，可以將國產(chǎn)的驅(qū)動器或電機(jī)和國外優(yōu)質(zhì)的電機(jī)或驅(qū)動器配用嗎？

原則上是可以的，但要搞清楚電機(jī)的技術(shù)參數(shù)后才能配用，否則會大大降低應(yīng)有的效果，甚至影響長期運(yùn)行和壽命。最好向供應(yīng)商咨詢后再決定。

17，使用大于額定電壓值的直流電源電壓驅(qū)動電機(jī)安全嗎?

正常來說這不是問題，只要電機(jī)在所設(shè)定的速度和電流極限值內(nèi)運(yùn)行。因?yàn)殡姍C(jī)速度與電機(jī)線電壓成正比，因此選擇某種電源電壓不會引起過速，但可能發(fā)生驅(qū)動器等故障。 此外, 必須保證電機(jī)符合驅(qū)動器的最小電感系數(shù)要求，而且還要確保所設(shè)定的電流極限值小于或等于電機(jī)的額定電流。

事實(shí)上，如果你能在你設(shè)計(jì)的裝置中讓電機(jī)跑地比較慢的話 (低于額定電壓)，這是很好的。 以較低的電壓 (因此比較低的速度) 運(yùn)行會使得電刷運(yùn)轉(zhuǎn)反彈較少，而且電刷/換向器磨損較小，比較低的電流消耗和比較長的電機(jī)壽命。 另一方面，如果電機(jī)大小的限制和性能的要求需要額外的轉(zhuǎn)矩及速度，過度驅(qū)動電機(jī)也是可以的，但會犧牲產(chǎn)品的使用壽命。

18， 我如何為我的應(yīng)用選擇適當(dāng)?shù)墓╇婋娫?

推薦選擇電源電壓值比最大所需的電壓高10%-50%。此百分比因Kt, Ke,以及系統(tǒng)內(nèi)的電壓降而不同。驅(qū)動器的電流值應(yīng)該足夠傳送應(yīng)用所需的能量。記住驅(qū)動器的輸出電壓值與供電電壓不同, 因此驅(qū)動器輸出電流也與輸入電流不相同。為確定合適的供電電流，需要計(jì)算此應(yīng)用所有的功率需求，再增加5%。按I = P/V公式計(jì)算即可得到所需電流值。

19，對于伺服驅(qū)動器我可以選擇那種工作方式？

請見下表（以下模式并不全部存在于所有型號的驅(qū)動器中）

開環(huán)模式 輸入命令電壓控制驅(qū)動器的輸出負(fù)載率。此模式用于無刷電機(jī)驅(qū)動器，和有刷電機(jī)驅(qū)動器的電壓模式相同。

電壓模式 輸入命令電壓控制驅(qū)動器的輸出電壓。此模式用于有刷電機(jī)驅(qū)動器，和無刷電機(jī)驅(qū)動器的開環(huán)模式相同。

電流模式(力矩模式) 輸入命令電壓控制驅(qū)動器的輸出電流（力矩）。驅(qū)動器調(diào)整負(fù)載率以保持命令電流值。如果驅(qū)動器可以速度或位置環(huán)工作，一般都含有此模式。

IR補(bǔ)償模式 輸入命令控制電機(jī)速度。IR補(bǔ)償模式可用于控制無速度反饋裝置電機(jī)的速度。驅(qū)動器會調(diào)整負(fù)載率來補(bǔ)償輸出電流的變動。當(dāng)命令響應(yīng)為線性時(shí)，在力矩?cái)_動情況下，此模式的精度就比不上閉環(huán)速度模式了。

Hall速度模式 輸入命令電壓控制電機(jī)速度。此模式利用電機(jī)上hall傳感器的頻率來形成速度閉環(huán)。 由于hall傳感器的低分辨率，此模式一般不用于低速運(yùn)動應(yīng)用。

編碼器速度模式 輸入命令電壓控制電機(jī)速度。此模式利用電機(jī)上編碼器脈沖的頻率來形成速度閉環(huán)。由于編碼器的高分辨率，此模式可用于各種速度的平滑運(yùn)動控制。

測速機(jī)模式 輸入命令電壓控制電機(jī)速度。此模式利用電機(jī)上模擬測速機(jī)來形成速度閉環(huán)。由于直流測速機(jī)的電壓為模擬連續(xù)性，此模式適合很高精度的速度控制。當(dāng)然，在低速情況下，它也容易受到干擾。

模擬位置環(huán)模式(ANP 模式) 輸入命令電壓控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動位置。這其實(shí)是一種在模擬裝置中提供位置反饋的變化的速度模式（如可調(diào)電位器、變壓器等）。在此模式下，電機(jī)速度正比于位置誤差。且具有更快速的響應(yīng)和更小的穩(wěn)態(tài)誤差。

20，驅(qū)動器和系統(tǒng)如何接地？

a. 如果在交流電源和驅(qū)動器直流總線（如變壓器）之間沒有隔離的話，不要將直流總線的非隔離端口或非隔離信號的地接大地，這可能會導(dǎo)致設(shè)備損壞和人員傷害。因?yàn)榻涣鞯墓搽妷翰⒉皇菍Υ蟮氐?，在直流總線地和大地之間可能會有很高的電壓。

b. 在多數(shù)伺服系統(tǒng)中，所有的公共地和大地在信號端是接在一起的。多種連接大地方式產(chǎn)生的地回路很容易受噪音影響而在不同的參考點(diǎn)上產(chǎn)生電流。

c. 為了保持命令參考電壓的恒定，要將驅(qū)動器的信號地接到控制器的信號地。 它也會接到外部電源的地，這將影響到控制器和驅(qū)動器的工作（如：編碼器的5V電源）。

d. 屏蔽層接地是比較困難的，有幾種方法。正確的屏蔽接地處是在其電路內(nèi)部的參考電位點(diǎn)上。這個點(diǎn)取決于噪聲源和接收是否同時(shí)接地，或者浮空。要確保屏蔽層在同一個點(diǎn)接地使得地電流不會流過屏蔽層。

21， 減速器為什么不能和電機(jī)正好相配在標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩點(diǎn)?

如果考慮到電機(jī)產(chǎn)生的經(jīng)過減速器的最大連續(xù)轉(zhuǎn)矩，許多減速比會遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過減速器的轉(zhuǎn)矩等級。 如果我們要設(shè)計(jì)每個減速器來匹配滿轉(zhuǎn)矩，減速器的內(nèi)部齒輪會有太多組合(體積較大、材料多)。 這樣會使得產(chǎn)品價(jià)格高，且違反了產(chǎn)品的"高性能、小體積"原則。

22，我如何選擇使用行星減速器還是正齒輪減速器?

行星減速器一般用于在有限的空間里需要較高的轉(zhuǎn)矩時(shí)，即小體積大轉(zhuǎn)矩，而且它的可靠性和壽命都比正齒輪減速器要好。正齒輪減速器則用于較低的電流消耗，低噪音和高效率低成本應(yīng)用。

部分伺服驅(qū)動器故障檢查方法參考:

現(xiàn)象 可能原因 糾正方法

示波器檢查驅(qū)動器的電流監(jiān)控輸出端時(shí)，發(fā)現(xiàn)它全為噪聲，無法讀出 電流監(jiān)控輸出端沒有與交流電源相隔離（變壓器） 可以用直流電壓表檢測觀察

電機(jī)在一個方向上比另一個方向跑得快 無刷電機(jī)的相位搞錯 檢測或查出正確的相位

在不用于測試時(shí)，測試/偏差開關(guān)打在測試位置 將測試/偏差開關(guān)打在偏差位置

偏差電位器位置不正確 重新設(shè)定

電機(jī)失速 速度反饋的極性搞錯 可以嘗試以下方法：

1.   如果可能，將位置反饋極性開關(guān)打到另一位置。（某些驅(qū)動器上可以）

2.   如使用測速機(jī)，將驅(qū)動器上的TACH+和TACH-對調(diào)接入。

3. 如使用編碼器，將驅(qū)動器上的ENC A和ENC B對調(diào)接入。

4. 如在HALL速度模式下，將驅(qū)動器上的HALL-1和HALL-3對調(diào)，再將Motor-A和Motor-B對調(diào)接好。

編碼器速度反饋時(shí)，編碼器電源失電 檢查連接5V編碼器電源。確保該電源能提供足夠的電流。如使用外部電源，確保該電壓是對驅(qū)動器信號地的。

LED燈是綠的,但是電機(jī)不動 一個或多個方向的電機(jī)禁止動作 檢查+INHIBIT 和 ?INHIBIT 端口   

命令信號不是對驅(qū)動器信號地的 將命令信號地和驅(qū)動器信號地相連

上電后，驅(qū)動器的LED燈不亮 供電電壓太低，小于最小電壓值要求 檢查并提高供電電壓

當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動時(shí)， LED燈閃爍 HALL相位錯誤 檢查電機(jī)相位設(shè)定開關(guān)(60°/120°)是否正確。 多數(shù)無刷電機(jī)都是120°相差。

HALL傳感器故障 當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動時(shí)檢測Hall A, Hall B, Hall C的電壓。電壓值應(yīng)該在5VDC和0之間。

LED燈始終保持紅色 存在故障 原因: 過壓、欠壓、短路、過熱、驅(qū)動器禁止、HALL無效

23， 何為負(fù)載率(duty cycle)?

負(fù)載率(duty cycle)是指電機(jī)在每個工作周期內(nèi)的工作時(shí)間/（工作時(shí)間+非工作時(shí)間）的比率。如果負(fù)載率低，就允許電機(jī)以3倍連續(xù)電流短時(shí)間運(yùn)行，從而比額定連續(xù)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生更大的力量。

24，標(biāo)準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的驅(qū)動電路可以用于直線電機(jī)嗎？

一般都是可以的。你可以把直線電機(jī)就當(dāng)作旋轉(zhuǎn)電機(jī)，如直線步進(jìn)電機(jī)、有刷、無刷和交流直線電機(jī)。具體請向供應(yīng)商咨詢。

25，直線電機(jī)是否可以垂直安裝，做上下運(yùn)動？

可以。根據(jù)用戶的要求，垂直安裝時(shí)我們可以加裝動子滑塊平衡裝置或加裝導(dǎo)軌抱閘剎車。

26，在同一個平臺上可以安裝多個動子嗎？

可以。只要幾個動子之間不互相妨礙即可。

27，是否可以將多個無刷電機(jī)的動子線圈安裝于同一個磁軌道上？

可以。只要幾個動子之間不互相妨礙即可。

28，AMS的直線電機(jī)是否可以用于特殊環(huán)境，如水濺、真空、潔凈室、輻射等環(huán)境？

可以提供。具體請與我們聯(lián)系。

29，使用直線電機(jī)比滾珠絲桿的線性電機(jī)有何優(yōu)點(diǎn)？

由于定子和動子之間沒有機(jī)械連接，所以消除了背隙、磨損、卡死問題，運(yùn)動更加平滑。突出了更高精度、高速度、高加速度、響應(yīng)快、運(yùn)動平滑、控制精度高、可靠性好體積緊湊、外形高度低、長壽命、免維護(hù)等特點(diǎn)。

30，你們的滑臺可以做多個組合一起使用嗎？