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上海韋米機(jī)電設(shè)備有限公司

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伺服電機(jī)（servo motor ）是指在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)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(hào)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象。伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號(hào)控制，并能快速反應(yīng)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，且具有機(jī)電時(shí)間常數(shù)小、線性度高、始動(dòng)電壓等特性，可把所收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)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(dòng)機(jī)兩大類，其主要特點(diǎn)是，當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)無(wú)自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。
伺服系統(tǒng)（servo mechanism）是使物體的位置、方位、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(dòng)控制系統(tǒng)。伺服主要靠脈沖來(lái)定位，基本上可以這樣理解，伺服電機(jī)接收到1個(gè)脈沖，就會(huì)旋轉(zhuǎn)1個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的角度，從而實(shí)現(xiàn)位移，因?yàn)?，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(gè)角度，都會(huì)發(fā)出對(duì)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(lái)，系統(tǒng)就會(huì)知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機(jī)，同時(shí)又收了多少脈沖回來(lái)，這樣，就能夠很控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)定位，可以達(dá)到0.001mm。直流伺服電機(jī)分為有刷和無(wú)刷電機(jī)。有刷電機(jī)成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，啟動(dòng)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(duì)環(huán)境有要求。因此它可以用于對(duì)成本敏感的普通工業(yè)和民用場(chǎng)合。
無(wú)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(dòng)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(zhǎng)壽命，可用于各種環(huán)境。
交流伺服電機(jī)也是無(wú)刷電機(jī)，分為同步和異步電機(jī)，目前運(yùn)動(dòng)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，高轉(zhuǎn)動(dòng)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。
伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動(dòng)器控制的U/V/W三相電形成電磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子在此磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器反饋信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(wú)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?yàn)槭钦也刂?，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比較簡(jiǎn)單，便宜。

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通常伺服電機(jī)首要有三種操控辦法，即速度操控辦法，轉(zhuǎn)矩操控辦法和方位操控辦法，下面別離對(duì)每種操控辦法進(jìn)行具體闡明。

　　1.速度操控辦法

經(jīng)過(guò)仿照量的輸入或脈沖的頻率都能夠進(jìn)行翻滾速度的操控，在有上位機(jī)操控設(shè)備的外環(huán)PID操控時(shí)，速度辦法也能夠進(jìn)行定位，但有必要把電機(jī)的方位信號(hào)或直接負(fù)載的方位信號(hào)給上位機(jī)反響以做運(yùn)算用。速度辦法也支撐直接負(fù)載外環(huán)查看方位信號(hào)，此刻的電機(jī)軸端的編碼器只查看電機(jī)轉(zhuǎn)速，方位信號(hào)就由直接的終究負(fù)載端的查看設(shè)備來(lái)供應(yīng)了，這么的利益在于能夠削減基地傳動(dòng)進(jìn)程中的過(guò)錯(cuò)，添加了悉數(shù)體系的定位精度。

　　2.轉(zhuǎn)矩操控辦法

　　轉(zhuǎn)矩操控辦法是經(jīng)過(guò)外部仿照量的輸入或直接的地址的賦值來(lái)設(shè)定電機(jī)軸對(duì)外的輸出轉(zhuǎn)矩的巨細(xì)，具體體現(xiàn)為：例如十V對(duì)應(yīng)5Nm的話，當(dāng)外部仿照量設(shè)定為5V時(shí)，電機(jī)軸輸出為2.5Nm，假定電機(jī)軸負(fù)載低于2.5Nm時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)，外部負(fù)載等于2.5Nm時(shí)電機(jī)不轉(zhuǎn)，大于2.5Nm時(shí)電機(jī)回轉(zhuǎn)。能夠經(jīng)過(guò)即時(shí)的改動(dòng)仿照量的設(shè)定來(lái)改動(dòng)設(shè)定力矩的巨細(xì)，也能夠經(jīng)過(guò)通訊辦法改動(dòng)對(duì)應(yīng)的地址的數(shù)值來(lái)完畢。運(yùn)用首要在對(duì)資料的受力有嚴(yán)峻央求的盤(pán)繞和放卷的設(shè)備中，例如繞線設(shè)備或拉光纖設(shè)備。

　　3.方位操控辦法

　　方位操控辦法通常是經(jīng)過(guò)外部輸入的脈沖的頻率來(lái)斷定翻滾速度的巨細(xì)，經(jīng)過(guò)脈沖的個(gè)數(shù)來(lái)斷定翻滾的視點(diǎn)，也有些伺服驅(qū)動(dòng)器能夠經(jīng)過(guò)通訊辦法直接對(duì)速度和位移進(jìn)行賦值。由于方位辦法能夠?qū)λ俣群头轿欢加泻車(chē)?yán)峻的操控，所以通常運(yùn)用于定位設(shè)備，運(yùn)用范疇如數(shù)控機(jī)床、打印機(jī)械等等。

　　怎么挑選伺服電機(jī)的操控辦法呢就伺服驅(qū)動(dòng)器的照料速度來(lái)看，轉(zhuǎn)矩辦法運(yùn)算量小，驅(qū)動(dòng)器對(duì)操控信號(hào)的照料；方位辦法運(yùn)算量大，驅(qū)動(dòng)器對(duì)操控信號(hào)的照料。

　　假定您對(duì)電機(jī)的速度、方位都沒(méi)有央求，只需輸出一個(gè)恒轉(zhuǎn)矩，當(dāng)然是用轉(zhuǎn)矩辦法。

　　假定對(duì)方位和速度有必定的精度央求，而對(duì)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩不是很關(guān)懷，用轉(zhuǎn)矩辦法不太便當(dāng)，用速度或方位辦法比照好。假定上位操控器有比照好的閉環(huán)操控功用，用速度操控作用會(huì)好一點(diǎn)。假定自身央求不是很高，或許，根柢沒(méi)有實(shí)時(shí)性的央求，用方位操控辦法對(duì)上位操控器沒(méi)有很高的央求。

　　假定對(duì)運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)態(tài)功用有比照高的央求時(shí)，需務(wù)實(shí)時(shí)對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)整。那么假定操控器自身的運(yùn)算速度很慢（比方plc，或低端運(yùn)動(dòng)操控器），就用方位辦法操控。假定操控器運(yùn)算速度比照快，能夠用速度辦法，把方位環(huán)從驅(qū)動(dòng)器移到操控器上，削減驅(qū)動(dòng)器的作業(yè)量，跋涉功率（比方運(yùn)動(dòng)操控器）；假定有十分好的上位操控器，還能夠用轉(zhuǎn)矩辦法操控，把速度環(huán)也從驅(qū)動(dòng)器上移開(kāi)，并且，這時(shí)*不需求運(yùn)用伺服電機(jī)。

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