简谈伺服驱动器应用的四大难题

伺服电机的应用

如果用在机床上，则控制部分硬件可以设计得相对简单一些，成本也相应低些。如果用于军工，则内部固件设计时控制算法应该更灵活，比如提供位置环滤波、速度环滤波、非线性、最优化或智能化算法。当然不需要在一个硬件部分上实现。可以面向对象做成几种类型的产品。

而交流伺服在加工中心、自动车床、电动注塑机、机械手、印刷机、包装机、弹簧机、三坐标测量仪、电火花加工机等等方面的设备有广阔的应用。

关于步进电机和交流伺服电机的性能有较大差别。步进电机是一种离散运动的装置，它和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中，步进电机的应用十分广泛。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步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。

虽然两者在控制方式上相似，但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。如：

1、控制精度不同

2、低频特性不同

3、矩频特性不同

4、过载能力不同

5、运行性能不同

6、速度响应性能不同

交流伺服系统在性能方面优于步进电机，但在某些特定场合还是会用步进电机来做执行电机。所以，在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、成本等多方面的因素，选用适当的控制电机。

?伺服电机寻找原点时，当碰到原点开关时，马上减速停止，以此点为原点。

?回原点时直接寻找编码器的Z相信号，当有Z相信号时，马上减速停止。这种回原方法一般只应用在旋转轴，且回原速度不高，精度也不高。

同步带的安装对伺服定位也有很大影响吗？这个情况，得知道伺服是不是调得很软？常见伺服是用脉冲控制的，那么，位置环的比例增益，速度环比例增益、积分时间常数分别是多少？

位置环比例增益：21rad/s

速度环比例增益：105rad/s

速度环积分时间常数：84ms

伺服应用存在四大难题

1如何判断伺服电机与伺服驱动器的故障区别？

看驱动器上的错误、报警号，然后查手册。如果连报警都没有了，那自然就是驱动器故障，当然，还有可能是根本伺服就没有故障，而是控制信号错误导致伺服没有动作。

除了看驱动器上的错误、报警号，然后查手册外，有时最直接判断方法是更换，如X与Z轴伺服互换。或修改参数，如把X轴锁住，不让系统检测X轴。

但应注意：X轴与Z轴互换，即使型号相同，进口设备也可能因为负载不同、参数不同而产生问题。当然，如果是国产设备，通常不会针对使用情况调整伺服参数，一般不会有问题。但应注意X轴与Z轴电机功率转矩是否相同、电机丝杆是否直联以及电子齿轮减速比方面事宜。

2交流同步伺服、交流异步伺服的额定转速与极数是否有关？n1=60f/2p，额定转速以下输出恒转矩，额定转速以上恒功率，那么额定转速的界定是由电机本身的机械决定还是驱动器来决定？

当然有关，同步转速n1=60f/2p，异步机还有滑差s，n=(1-s)n1，同步机n=n1，2p为极对数。控制中弱磁速度的界定是由驱动器判断的。

额定转速可以由几个方面决定：同步伺服的反电势高低、电机铁心材料允许的驱动电流交变频率、额定转矩下电机的最大功率、最高温升等，最主要还是反电势；异步电机主要受材料允许的最高频率以及极对数限制。

额定转速的界定由电机本身的机械和电器特性来决定。

3交、直流伺服的区分是否取决于驱动器与电机间的电流或电压的形式？但直流无刷伺服的电流方向也变化？是否可以理解为交流？交流伺服是否是以直流无刷伺服的原理为基础演变的？

交流伺服通常指以正弦波驱动方式的伺服，无刷驱动相当于整流子数为6的有刷直流电机的控制精度，一般低速特性较差。商业上也有称他为交流伺服，仅因为他甩掉了电刷，但特性恐怕比好的交流伺服、直流伺服有差距，10000倍的调速比无刷电机绝难达到。

直流无刷电机其实是自控式永磁同步马达的一种，不过是矩形波供电，而通常说的永磁同步电机是正弦波供电的。之所以说是“直流电机”，主要考虑到无刷马达的控制器相当于直流有刷电机的电刷和换向器，实现“电子换向”，从直流母线侧看相当于直流电机。

直流伺服用于直流电机，不是直流无刷电机；直流无刷电机与交流伺服电机其实是一回事，就是交流同步电机。

4电机的极对数？

n1=60*f/2p

p一般表示电机的极对数数，2p是极数。1对极包括N极和S极，极数当然是极对数的两倍。同步电机机械转速=60*运行频率/极对数；异步电机机械转速=60*运行频率*/极对数。