南調(diào)機(jī)電設(shè)備——伺服驅(qū)動器選型

  伺服驅(qū)動器是用來控制伺服電機(jī)的，相當(dāng)于功效，伺服驅(qū)動器屬于伺服系統(tǒng)的一部分，主要用于高精度的定位系統(tǒng)。市場上有各種品牌以及各種各樣的伺服驅(qū)動器，究竟哪一種是適合我們的需求呢，下面帶你進(jìn)入伺服驅(qū)動器選型。

工具/材料

伺服電機(jī)

系統(tǒng)要求

操作方法

1.選擇一款合適的伺服驅(qū)動器需要考慮到各個方面，這主要根據(jù)系統(tǒng)的要求采選擇，在選擇之前，手寫分析一下系統(tǒng)需求，比如尺寸、供電、功率、控制方式等，為選型定下方向。

2.驅(qū)動器支持的地電機(jī)類型，一般為直流有刷、正波、梯形波等，還有就是驅(qū)動器的持續(xù)輸出電源要大禹電機(jī)額定電流，根據(jù)電機(jī)反電動勢，轉(zhuǎn)速考慮驅(qū)動器是否可以勝任。

3.反饋元件，反饋傳感器也是種類繁多，根據(jù)是否要做閉環(huán)，選擇反饋傳感器，編碼器，測速電機(jī)，旋變等，如果系統(tǒng)中帶有反饋元件，這時候在選擇驅(qū)動器時就要考慮驅(qū)動器是否支持這種反饋，反饋種類，或者是反饋的信號輸出形式。

4.伺服驅(qū)動器有三種控制方法：力矩、速度、位置模式。工作子啊這幾種模式下命令形式也不一樣，力矩和速度模式可通過模式命令控制，位置模式可使用脈沖 方向控制。當(dāng)然還有總線形式，比如Wthercat等。

5.精度要求，系統(tǒng)的精度有多個影響因素，伺服驅(qū)動器也是其中重要的一環(huán)，一般伺服驅(qū)動器分為數(shù)字伺服驅(qū)動器和線性伺服放大器，線性放大器使用于低噪聲、高帶款以及電流過零時無失真的場合。

6供電和使用環(huán)境，供電方面主要是直流和交流供電，有時候還要考慮驅(qū)動器對供電電源的要求，使用環(huán)境，主要是考慮溫度方面的影響，還有就是工況，是否需要防護(hù)罩等。

南調(diào)機(jī)電設(shè)備——伺服驅(qū)動器與變頻器的對比

　   目前，在工業(yè)應(yīng)用上來說，速度控制和力矩控制的場合要求不是很高的一般用變頻器，在有嚴(yán)格位置控制要求的場合中智能用交流伺服驅(qū)動器來實(shí)現(xiàn)，還有就是伺服的響應(yīng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于變頻，有些對速度的精度和響應(yīng)要求高的場合也有用交流伺服驅(qū)動器控制，也就是說，能用變頻控制的運(yùn)動的場合幾乎都能用交流伺服驅(qū)動器取代。

　　交流伺服驅(qū)動器作為現(xiàn)代工業(yè)自動化與運(yùn)動控制的支撐性技術(shù)之一，由于其高速控制精準(zhǔn)、調(diào)速范圍廣、動態(tài)特性和，廣泛應(yīng)用于機(jī)床、印刷設(shè)備、包裝設(shè)備、紡織設(shè)備、橡塑設(shè)備、電子半導(dǎo)體、風(fēng)電/太陽能等新能源以及機(jī)器人、自動化生產(chǎn)線等領(lǐng)域。

　　但是，交流伺服驅(qū)動器發(fā)展了變頻技術(shù)，交流伺服驅(qū)動器借鑒并應(yīng)用了變頻的技術(shù)，在直流電機(jī)的伺服控制的基礎(chǔ)上通過變頻PWM方式模仿直流電機(jī)的控制方式來實(shí)現(xiàn)的，也就是說交流伺服電機(jī)必然有變頻的這一環(huán)節(jié)。與變頻器一樣，也是將工頻交流電先整流成直流電，然后通過可控制門極的各類晶體管(IGBT，IGCT等)通過載波頻率和PWM調(diào)節(jié)逆變?yōu)轭l率可調(diào)的交流電，波形類似于正余弦的脈動電。

      交流伺服驅(qū)動器是否能取代變頻器?終能否取代有2個關(guān)鍵因素，一個是價格，一個是功率。如果未來的某一天伺服在價格上“屈尊”下來，變頻是不是會越發(fā)“落寞”?如果變頻在技術(shù)上的革新突破，是否將出現(xiàn)不再有高低之分，而成為真正的一家人?科技發(fā)展像閃光一樣快快得總是超出我們極限的想象，期待著一個科技飛速進(jìn)步的未來。

南調(diào)機(jī)電設(shè)備——伺服驅(qū)動器的作用

伺服驅(qū)動器是驅(qū)動伺服電機(jī)使設(shè)備產(chǎn)生動力而正常運(yùn)轉(zhuǎn)，它的功能細(xì)分的話有很多種，而隨著品牌的不同功能性也不盡相同。類似科峰 自 動化的伺服電機(jī)功能相對較多，盤點(diǎn)一下大致有以下幾個方面：

1、參數(shù)分組化設(shè)置、控制模式再線任意切換；

2、控制電源交流輸入、可設(shè)置的寬電壓輸入；

3、瞬間掉電快速停機(jī)保護(hù)功能；

4、再生制動、動態(tài)制動功能；

5、系統(tǒng)電壓監(jiān)控，低壓警告功能；

6、調(diào)試軟件支持參數(shù)管理、監(jiān)控、示波器功能。

驅(qū)動器方面：伺服驅(qū)動器在發(fā)展了變頻技術(shù)的前提下，在驅(qū)動器內(nèi)部的電流環(huán)，速度環(huán)和位置環(huán)（變頻器沒有該環(huán)）都進(jìn)行了比一般變頻更的控制技術(shù)和算法運(yùn)算，在功能上也比傳統(tǒng)的變頻強(qiáng)大很多，主要的一點(diǎn)可以進(jìn)行的位置控制。通過上位控制器發(fā)送的脈沖序列來控制速度和位置（當(dāng)然也有些伺服內(nèi)部集成了控制單元或通過總線通訊的方式直接將位置和速度等參數(shù)設(shè)定在驅(qū)動器里），驅(qū)動器內(nèi)部的算法和更快更的計算以及性能更優(yōu)良的電子器件使之更優(yōu)越于變頻器。

電機(jī)方面：伺服電機(jī)的材料、結(jié)構(gòu)和加工工藝要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于變頻器驅(qū)動的交流電機(jī)（一般交流電機(jī)或恒力矩、恒功率等各類變頻電機(jī)），也就是說當(dāng)驅(qū)動器輸出電流、電壓、頻率變化很快的電源時，伺服電機(jī)就能根據(jù)電源變化產(chǎn)生響應(yīng)的動作變化，響應(yīng)特性和抗過載能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于變頻器驅(qū)動的交流電機(jī)，電機(jī)方面的嚴(yán)重差異也是兩者性能不同的根本。就是說不是變頻器輸出不了變化那么快的電源信號，而是電機(jī)本身就反應(yīng)不了，所以在變頻的內(nèi)部算法設(shè)定時為了保護(hù)電機(jī)做了相應(yīng)的過載設(shè)定。當(dāng)然即使不設(shè)定變頻器的輸出能力還是有限的，有些性能優(yōu)良的變頻器就可以直接驅(qū)動伺服電機(jī)?。。?

南調(diào)機(jī)電設(shè)備——伺服驅(qū)動器控制交流永磁伺服電機(jī)

隨著現(xiàn)代電機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、永磁材料技術(shù)、交流可調(diào)速技術(shù)及控制技術(shù)等支撐技術(shù)的快速發(fā)展，使得永磁交流伺服技術(shù)有著長足的發(fā)展。永磁交流伺服系統(tǒng)的性能日漸提高，價格趨于合理，使得永磁交流伺服系統(tǒng)取代直流伺服系統(tǒng)尤其是在高精度、要求的伺服驅(qū)動領(lǐng)域成了現(xiàn)代電伺服驅(qū)動系統(tǒng)的一個發(fā)展趨勢。

伺服驅(qū)動器在控制交流永磁伺服電機(jī)時，可分別工作在電流（轉(zhuǎn)矩）、速度、位置控制方式下。系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)框圖如圖4所示由于交流永磁伺服電機(jī)（pmsm）采用的是磁鐵勵磁，其磁場可以視為是恒定；同時交流永磁伺服電機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)速就是同步轉(zhuǎn)速，即其轉(zhuǎn)差為零。這些條件使得交流伺服驅(qū)動器在驅(qū)動交流永磁伺服電機(jī)時的數(shù)學(xué)模型的復(fù)雜程度得以大大的降低。從圖4可以看出，系統(tǒng)是基于測量電機(jī)的兩相電流反饋（ia、ib）和電機(jī)位置。將測得的相電流（ia、ib）結(jié)合位置信息，經(jīng)坐標(biāo)變化（從a，b，c坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)子d，q坐標(biāo)系），得到id、iq分量，分別進(jìn)入各自得電流調(diào)節(jié)器。電流調(diào)節(jié)器的輸出經(jīng)過反向坐標(biāo)變化（從d，q坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到a，b，c坐標(biāo)系），得到三相電壓指令。控制芯片通過這三相電壓指令，經(jīng)過反向、后，得到6路pwm波輸出到功率器件，控制電機(jī)運(yùn)行。系統(tǒng)在不同指令輸入方式下，指令和反饋通過相應(yīng)的控制調(diào)節(jié)器，得到下一級的參考指令。在電流環(huán)中，d，q軸的轉(zhuǎn)矩電流分量（iq）是速度控制調(diào)節(jié)器的輸出或外部給定。而一般情況下，磁通分量為零（id=0），但是當(dāng)速度大于限定值時，可以通過弱磁（id《0），得到更高的速度值。

從a，b，c坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到d，q坐標(biāo)系有克拉克（clarke）和帕克（park）變換來是實(shí)現(xiàn)；從d，q坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到a，b，c坐標(biāo)系是有克拉克和帕克的逆變換來是實(shí)現(xiàn)的。