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優(yōu)勢供應德國進(jìn)口KERN電機171500358

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江蘇邱成機電有限公司
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伺服電動(dòng)機與單相異步電動(dòng)機比較

交流伺服電動(dòng)機的工作原理與分相式單相異步電動(dòng)機雖然相似，但前者的轉子電阻比后者大得多，所以伺服電動(dòng)機與單機異步電動(dòng)機相比，有三個(gè)顯著(zhù)特點(diǎn)：

1、起動(dòng)轉矩大

由于轉子電阻大，與普通異步電動(dòng)機的轉矩特性曲線(xiàn)相比，有明顯的區別。它可使臨界轉差率S0>1，這樣不僅使轉矩特性（機械特性）更接近于線(xiàn)性，而且具有較大的起動(dòng)轉矩。因此，當定子一有控制電壓，轉子立即轉動(dòng)，即具有起動(dòng)快、靈敏度高的特點(diǎn)。

2、運行范圍較廣

3、無(wú)自轉現象

正常運轉的伺服電動(dòng)機，只要失去控制電壓，電機立即停止運轉。當伺服電動(dòng)機失去控制電壓后，它處于單相運行狀態(tài)，由于轉子電阻大，定子中兩個(gè)相反方向旋轉的旋轉磁場(chǎng)與轉子作用所產(chǎn)生的兩個(gè)轉矩特性曲線(xiàn)）以及合成轉矩特性（T－S曲線(xiàn)）

交流伺服電動(dòng)機的輸出功率一般是0.1-100W。當電源頻率為50Hz，電壓有380V；當電源頻率為400Hz，電壓有等多種。

交流伺服電動(dòng)機運行平穩、噪音小。但控制特性是非線(xiàn)性，并且由于轉子電阻大，損耗大，效率低，因此與同容量直流伺服電動(dòng)機相比，體積大、重量重，所以只適用于0.5-100W的小功率控制系統。調試方法

編輯

1、初始化參數

在接線(xiàn)之前，先初始化參數

在控制卡上：選好控制方式；將PID參數清零；讓控制卡上電時(shí)默認使能信號關(guān)閉；將此狀態(tài)保存，確?？刂瓶ㄔ俅紊想姇r(shí)即為此狀態(tài)。

在伺服電機上：設置控制方式；設置使能由外部控制；編碼器信號輸出的齒輪比；設置控制信號與電機轉速的比例關(guān)系。一般來(lái)說(shuō)，建議使伺服工作中的大設計轉速對應9V的控制電壓。比如，山洋是設置1V電壓對應的轉速，出廠(chǎng)值為500，如果你只準備讓電機在1000轉以下工作，那么，將這個(gè)參數設置為111。

2、接線(xiàn)

將控制卡斷電，連接控制卡與伺服之間的信號線(xiàn)。以下的線(xiàn)是必須要接的：控制卡的模擬量輸出線(xiàn)、使能信號線(xiàn)、伺服輸出的編碼器信號線(xiàn)。復查接線(xiàn)沒(méi)有錯誤后，電機和控制卡（以及PC）上電。此時(shí)電機應該不動(dòng)，而且可以用外力輕松轉動(dòng)，如果不是這樣，檢查使能信號的設置與接線(xiàn)。用外力轉動(dòng)電機，檢查控制卡是否可以正確檢測到電機位置的變化，否則檢查編碼器信號的接線(xiàn)和設置

3、試方向

對于一個(gè)閉環(huán)控制系統，如果反饋信號的方向不正確，后果肯定是災難性的。通過(guò)控制卡打開(kāi)伺服的使能信號。這時(shí)伺服應該以一個(gè)較低的速度轉動(dòng)，這就是傳說(shuō)中的“零漂”。一般控制卡上都會(huì )有抑制零漂的指令或參數。使用這個(gè)指令或參數，看電機的轉速和方向是否可以通過(guò)這個(gè)指令（參數）控制。如果不能控制，檢查模擬量接線(xiàn)及控制方式的參數設置。確認給出正數，電機正轉，編碼器計數增加；給出負數，電機反轉轉，編碼器計數減小。如果電機帶有負載，行程有限，不要采用這種方式。測試不要給過(guò)大的電壓，建議在1V以下。如果方向不一致，可以修改控制卡或電機上的參數，使其一致。

4、抑制零漂

在閉環(huán)控制過(guò)程中，零漂的存在會(huì )對控制效果有一定的影響，十分好將其抑制住。使用控制卡或伺服上抑制零飄的參數，仔細調整，使電機的轉速趨近于零。由于零漂本身也有一定的隨機性，所以，不必要求電機轉速為零。

5、建立閉環(huán)控制

再次通過(guò)控制卡將伺服使能信號放開(kāi)，在控制卡上輸入一個(gè)較小的比例增益，至于多大算較小，這只能憑感覺(jué)了，如果實(shí)在不放心，就輸入控制卡能允許的小值。將控制卡和伺服的使能信號打開(kāi)。這時(shí)，電機應該已經(jīng)能夠按照運動(dòng)指令大致做出動(dòng)作了。

6、調整閉環(huán)參數

細調控制參數，確保電機按照控制卡的指令運動(dòng)，這是必須要做的工作，而這部分工作，更多的是經(jīng)驗，這里只能從略了。性能比較

編輯

伺服電機與步進(jìn)電機的性能比較

步進(jìn)電機作為一種開(kāi)環(huán)控制的系統，和現代數字控制技術(shù)有著(zhù)本質(zhì)的聯(lián)十分系。在國內的數字控制系統中，步進(jìn)電機的應用十分廣泛。隨著(zhù)全數字式交流伺服系統的出現，交流伺服電機也越來(lái)越多地應用于數字控制系統中。為了適應數字控制的發(fā)展趨勢，運動(dòng)控制系統中大多采用步進(jìn)電機或全數字式交流伺服電機作為執行電動(dòng)機。雖然兩者在控制方式上相似（脈沖串和方向信號），但在使用性能和應用場(chǎng)合上存在著(zhù)較大的差異?，F就二者的使用性能作一比較。

一、控制精度不同

兩相混合式步進(jìn)電機步距角一般為 五相混合式步進(jìn)電機步距角一般為。也有一些高性能的步進(jìn)電機通過(guò)細分后步距角更小。如三洋公司）生產(chǎn)的二相混合式步進(jìn)電機其步距角可通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)設置為0.036°，兼容了兩相和五相混合式步進(jìn)電機的步距角。

交流伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉編碼器保證。以三洋全數字式交流伺服電機為例，對于帶標準2000線(xiàn)編碼器的電機而言，由于驅動(dòng)器內部采用了四倍頻技術(shù)，其脈沖當量為。對于帶17位編碼器的電機而言，驅動(dòng)器每接收1個(gè)脈沖電機轉一圈，即其脈沖當量為，是步距角為1.8°的步進(jìn)電機的脈沖當量的

二、低頻特性不同

步進(jìn)電機在低速時(shí)易出現低頻振動(dòng)現象。振動(dòng)頻率與負載情況和驅動(dòng)器性能有關(guān)，一般認為振動(dòng)頻率為電機空載起跳頻率的一半。這種由步進(jìn)電機的工作原理所決定的低頻振動(dòng)現象對于機器的正常運轉非常不利。當步進(jìn)電機工作在低速時(shí)，一般應采用阻尼技術(shù)來(lái)克服低頻振動(dòng)現象，比如在電機上加阻尼器，或驅動(dòng)器上采用細分技術(shù)等。

交流伺服電機運轉非常平穩，即使在低速時(shí)也不會(huì )出現振動(dòng)現象。交流伺服系統具有共振抑制功能，可涵蓋機械的剛性不足，并且系統內部具有頻率解析機能（FFT），可檢測出機械的共振點(diǎn)，便于系統調整。

三、矩頻特性不同

步進(jìn)電機的輸出力矩隨轉速升高而下降，且在較高轉速時(shí)會(huì )急劇下降，所以其十分高工作轉速一般在300～600RPM。交流伺服電機為恒力矩輸出，即在其額定轉速（一般為或以?xún)?，都能輸出額定轉矩，在額定轉速以上為恒功率輸出。

四、過(guò)載能力不同

步進(jìn)電機一般不具有過(guò)載能力。交流伺服電機具有較強的過(guò)載能力。以三洋交流伺服系統為例，它具有速度過(guò)載和轉矩過(guò)載能力。其大轉矩為額定轉矩的二到三倍，可用于克服慣性負載在啟動(dòng)瞬間的慣性力矩。步進(jìn)電機因為沒(méi)有這種過(guò)載能力，在選型時(shí)為了克服這種慣性力矩，往往需要選取較大轉矩的電機，而機器在正常工作期間又不需要那么大的轉矩，便出現了力矩浪費的現象。

五、運行性能不同

步進(jìn)電機的控制為開(kāi)環(huán)控制，啟動(dòng)頻率過(guò)高或負載過(guò)大易出現丟步或堵轉的現象，停止時(shí)轉速過(guò)高易出現過(guò)沖的現象，所以為保證其控制精度，應處理好升、降速問(wèn)題。交流伺服驅動(dòng)系統為閉環(huán)控制，驅動(dòng)器可直接對電機編碼器反饋信號進(jìn)行采樣，內部構成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會(huì )出現步進(jìn)電機的丟步或過(guò)沖的現象，控制性能更為可靠。

六、速度響應性能不同

步進(jìn)電機從靜止加速到工作轉速（一般為每分鐘幾百轉）需要毫秒。交流伺服系統的加速性能較好，以山洋400W交流伺服電機為例，從靜止加速到其額定轉速僅需幾毫秒，可用于要求快速啟停的控制場(chǎng)合。

綜上所述，交流伺服系統在許多性能方面都優(yōu)于步進(jìn)電機。但在一些要求不高的場(chǎng)合也經(jīng)常用步進(jìn)電機來(lái)做執行電動(dòng)機。所以，在控制系統的設計過(guò)程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素，選用適當的控制電機選型計算

編輯

一、轉速和編碼器分辨率的確認。

二、電機軸上負載力矩的折算和加減速力矩的計算。

三、計算負載慣量，慣量的匹配，安川伺服電機為例，部分產(chǎn)品慣量匹配可達50倍，但實(shí)際越小越好，這樣對精度和響應速度好。

四、再生電阻的計算和選擇，對于伺服，一般2kw以上，要外配置。

五、電纜選擇，編碼器電纜雙絞屏蔽的，對于安川伺服等日系產(chǎn)品值編碼器是6芯，增量式是4芯。