伺服就是一个提供闭环反馈信号来控制位置和转速伺服在半导体设

1、.：.；伺服就是一个提供闭环反响信号来控制位置和转速.伺服在半导体设备中的运用极其广泛,例如在涂胶机,光刻机等设备上均有,下面就关于伺服电机的相关问题作出了整理,希望在今后的任务中能带来协助 .1.伺服电机为什么不会丢步？伺服电机驱动器接纳电机编码器的反响信号，并和指令脉冲进展比较，从而构成了一个位置的半闭环控制。所以伺服电机不会出现丢步景象，每一个指令脉冲都可以得到可靠呼应。2.对伺服电机进展机械安装时，应特别留意什么？由于每台伺服电机后端部都安装有旋转编码器，它是一个非常易碎的精细光学器件，过大的冲击力一定会使其损坏。3.如何调理伺服电机，调理伺服电机有几种方式？ 答：运用Twin Lin

2、e软件对电机的PID参数、电机参数、电子齿轮比等进展调理。 4.我们想用伺服电机交换产品中的步进电机，应留意哪些问题？A.为了保证控制系统改动不大，应选用数字式伺服系统，仍可采用原来的脉冲控制方式；B.由于伺服电机都有一定过载才干，所以在选择伺服电机时，阅历上可以按照所运用的步进电机输出扭矩的1/3来参考确定伺服电机的额定扭矩；C.伺服电机的额定转速比步进电机的转速要高的多，为了充分发扬伺服电机的性能，最好添加减速安装，让伺服电机任务在接近额定转速下，这样也可以选择功率更小的电机，以降低本钱。5.用脉冲方式控制伺服电机的优点?一 可靠性高，不易发生飞车事故。用模拟电压方式控制伺服电机时，假设出

3、现接线接错或运用中元件损坏等问题时，有能够使控制电压升至正的最大值。这种情况是很危险的。假设用脉冲作为控制信号就不会出现这种问题。二 信号抗干扰性能好。数字电路抗干扰性能是模拟电路难以比较的。当然目前由于伺服驱动器和运动控制器的限制，用脉冲方式控制伺服电机也有一些性能方面的弱点。一是伺服驱动器的脉冲任务方式脱离不了位置任务方式，二是运动控制器和驱动器如何用足够高的脉冲信号传送信息。这两个根本的弱点使脉冲控制伺服电机有很大限制。(1)控制的灵敏性大大下降。这是由于伺服驱动器任务在位置方式下，位置环在伺服驱动器内部。这样系统的PID参数修正起来很不方便。当用户要求比较高的控制性能时实现起来会很困难

4、。从控制的角度来看，这只是一种很低级的控制战略。假设控制程序不利用编码器反响信号，现实上成了一种开环控制。假设利用反响控制，整个系统存在两个位置环，控制器很难设计。在实践中，经常不用反响控制，但不定时的读取反响进展参考。这样的一个开环系统，假设运动控制器和伺服驱动器之间的信号通道上产生干扰，系统是不能抑制的。(2)控制的快速性速度不高。6.伺服驱动器的“4号报警是什么意思，?答：这是电机传感器错误，或者是编码器与电机的连线没有衔接好，或者是动力电源缺相。 7.伺服驱动器“2号报警，怎样处理，需求调理哪些参数?答：应该调理驱动器控制信号的30号角使其是高电平。8.如何根据客户的要求为客户选配伺服

5、电机和减速机，所选的方案应为最正确。答：根据功率选取减速机，选出适宜的减速机尺寸，在根据减速机选择适宜的伺服电机，一定要留意速度的选取。9.伺服电机通电以前应做哪些检查任务？ 答：检查电机与驱动器的连线，连线不能虚连，线不能接错。 10.控制伺服时，给信号时，伺服电机不转，振动?答：U，V，W三相接错。步进电机与直流伺服电机、驱动器、控制器相关资料浅谈伺服电机伺服电动机伺服电动机或称执行电动机是自动控制系统和计算安装中广泛运用的一种执行元件。其作用为把接受的电信号转换为电动机转轴的角位移或角速度。按电流种类的不同，伺服电动机可分为直流和交流两大类。一、交流伺服电动机1、构造和原理交流伺服电动机

6、的定子绕组和单相异步电动机类似，它的定子上装有两个在空间相差90电角度的绕组，即励磁绕组和控制绕组。运转时励磁绕组一直加上一定的交流励磁电压，控制绕组上那么加大小或相位随信号变化的控制电压。转子的构造方式笼型转子和空心杯型转子两种。笼型转子的构造与普通笼型异步电动机的转子一样，但转子做的细长，转子导体用高电阻率的资料作成。其目的是为了减小转子的转动惯量，添加启动转矩对输入信号的快速反响和抑制自转景象。空心杯形转子交流伺服电动机的定子分为外定子和内定子两部分。外定子的构造与笼型交流伺服电动机的定子一样，铁心槽内放有两相绕组。空心杯形转子由导电的非磁性资料如铝做成薄壁筒形，放在内、外定子之间。杯子

7、底部固定于转轴上，杯臂薄而轻，厚度普通在0.20.8mm，因此转动惯量小，动作快且灵敏。交流伺服电动机的任务原理和单相异步电动机类似，LL是有固定电压励磁的励磁绕组，LK是有伺服放大器供电的控制绕组，两相绕组在空间相差90电角度。假设IL与Ik 的相位差为90，而两相绕组的磁动势幅值又相等，这种形状称为对称形状。与单相异步电动机一样，这时在气隙中产生的合成磁场为一旋转磁场，其转速称为同步转速。旋转磁场与转子导体相对切割，在转子中产生感应电流。转子电流与旋转磁场相互作用产生转矩，使转子旋转。假设改动加在控制绕组上的电流的大小或相位差，就破坏了对称形状，使旋转磁场减弱，电动机的转速下降。电机的任务

8、形状越不对称，总电磁转矩就越小，当除去控制绕组上信号电压以后，电动机立刻停顿转动。这是交流伺服电动机在运转上与普通异步电动机的区别。 交流伺服电动机有以下三种转速控制方式：1幅值控制 控制电流与励磁电流的相位差坚持90不变，改动控制电压的大小。2 相位控制控制电压与励磁电压的大小，坚持额定值不变，改动控制电压的相位。3幅值相位控制同时改动控制电压幅值和相位。交流伺服电动机转轴的转向随控制电压相位的反相而改动。2 任务特性和用途伺服电动机的任务特性是以机械特性和调理特性为表征。在控制电压一定时，负载添加，转速下降；它的调理特性是在负载一定时，控制电压越高，转速也越高。伺服电动机有三个显著特点：1

9、启动转矩大由于转子导体电阻很大，可使临界转差率，定子一加上控制电压，转子立刻启动运转运转范围宽在转差率从到的范围内都能稳定运转无自转景象控制信号消逝后，电动机旋转不停的景象称自转自转景象破坏了伺服性，显然要防止正常运转的伺服电动机只需失去控制电压后，伺服电动机就处于单相运转形状。由于转子导体电阻足够大，使得总电磁转矩一直是制动性的转矩，当电动机正转时失去控制电压，产生的转矩为负。而反转时失去UK，产生的转矩为正1S2时，不会产生自转景象，可以自行制动，迅速停顿运转，这也是交流伺服电动机与异步电动机的重要区别。 不同类型的交流伺服电动机具有不同的特点。笼型转子交流伺服电动机具有励磁电流较小、体积

10、较小、机械强度高等特点；但是低速运转不够平稳，有抖动景象。空心杯形转子交流伺服电动机具有构造简单、维护方便、转动惯量小、运转平滑、噪声小、没有无线电干扰、无抖动景象等优点；但是励磁电流较大，体积也较大，转子易变形，性能上不及直流伺服电动机。交流伺服电动机适用于0.1100W小功率自动控制系统中，频率有50Hz、400Hz等多种。笼型转子交流伺服电动机产品为SL系列。空心杯形转子交流伺服电动机为SK系列，用于要求运转平滑的系统中。二、直流伺服电动机直流伺服电动机的根本构造与普通他励直流电动机一样，所不同的是直流伺服电动机的电枢电流很小，换向并不困难，因此都不用装换向磁极，并且转子做得细长，气隙较

11、小，磁路不饱和，电枢电阻较大。按励磁方式不同，可分为电磁式和永磁式两种，电磁式直流伺服电动机的磁场由励磁绕组产生，普通用他励式；永磁式直流伺服电动机的磁场由永久磁铁产生，无需励磁绕组和励磁电流，可减小体积和损耗。为了顺应各种不同系统的需求，从构造上作了许多改良，又开展了低惯量的无槽电枢、空心杯形电枢、印制绕组电枢和无刷直流伺服电动机等种类。电磁式直流伺服电动机的任务原理和他励式直流电动机同，因此电磁式直流伺服电动机有两种控制转速方式：电枢控制和磁场控制。对永磁式直流伺服电动机来说，当然只需电枢控制调速一种方式。由于磁场控制调速方式的性能不如电枢控制调速方式，故直流伺服电动机普通都采用电枢控制调

12、速。直流伺服电动机转轴的转向随控制电压的极性改动而改动。直流伺服电动机的机械特性与他励直流电动机类似，即n=n0-T。当励磁不变时，对不同电压Ua有一组下降的平行直线。直流伺服电动机适用于功率稍大1600W的自动控制系统中。与交流伺服电动机相比，它的调速线性好，体积小，质量轻，启动转矩大，输出功率大。但它的构造复杂，特别是低速稳定性差，有火花会引起无线电干扰。近年来，开展了低惯量的无槽电枢电动机、空心杯形电枢电动机、印制绕组电枢电动机和无刷直流伺服电动机，来提高快速呼应才干，顺应自动控制系统的开展需求，如电视摄象机、录音机、XY函数记录仪及机床控制系统等。不同类型的交流伺服电动机具有不同的特点

13、。笼型转子交流伺服电动机具有励磁电流较小、体积较小、机械强度高等特点；但是低速运转不够平稳，有抖动景象。空心杯形转子交流伺服电动机具有构造简单、维护方便、转动惯量小、运转平滑、噪声小、没有无线电干扰、无抖动景象等优点；但是励磁电流较大，体积也较大，转子易变形，性能上不及直流伺服电动机。交流伺服电动机适用于0.1100W小功率自动控制系统中，频率有50Hz、400Hz等多种。笼型转子交流伺服电动机产品为SL系列。空心杯形转子交流伺服电动机为SK系列，用于要求运转平滑的系统中。二、直流伺服电动机直流伺服电动机的根本构造与普通他励直流电动机一样，所不同的是直流伺服电动机的电枢电流很小，换向并不困难，

14、因此都不用装换向磁极，并且转子做得细长，气隙较小，磁路不饱和，电枢电阻较大。按励磁方式不同，可分为电磁式和永磁式两种，电磁式直流伺服电动机的磁场由励磁绕组产生，普通用他励式；永磁式直流伺服电动机的磁场由永久磁铁产生，无需励磁绕组和励磁电流，可减小体积和损耗。为了顺应各种不同系统的需求，从构造上作了许多改良，又开展了低惯量的无槽电枢、空心杯形电枢、印制绕组电枢和无刷直流伺服电动机等种类。电磁式直流伺服电动机的任务原理和他励式直流电动机同，因此电磁式直流伺服电动机有两种控制转速方式：电枢控制和磁场控制。对永磁式直流伺服电动机来说，当然只需电枢控制调速一种方式。由于磁场控制调速方式的性能不如电枢控制

15、调速方式，故直流伺服电动机普通都采用电枢控制调速。直流伺服电动机转轴的转向随控制电压的极性改动而改动。直流伺服电动机的机械特性与他励直流电动机类似，即n=n0-T。当励磁不变时，对不同电压Ua有一组下降的平行直线。直流伺服电动机适用于功率稍大1600W的自动控制系统中。与交流伺服电动机相比，它的调速线性好，体积小，质量轻，启动转矩大，输出功率大。但它的构造复杂，特别是低速稳定性差，有火花会引起无线电干扰。近年来，开展了低惯量的无槽电枢电动机、空心杯形电枢电动机、印制绕组电枢电动机和无刷直流伺服电动机，来提高快速呼应才干，顺应自动控制系统的开展需求，如电视摄象机、录音机、XY函数记录仪及机床控制

16、系统等。伺服系統之伺服馬達(Servo motor)選定伺服馬達是自動化機械中，精细定位常用之旋轉作動元件，如數值控制(CNC)之工具、機器人(Robot)及印刷機等產業機械，對於如何選用適當伺服馬達規格在機構中，筆者以滾珠螺桿(Ball screw) 之滑台為例，計算如下：一、首先決定機械之規格：1.負載 W=200(kg) 2.滾珠螺桿規格： (參圖一)(1)螺距(Pitch)PB=20(mm) (2)直徑DB=50(mm)(3)分量WB=40(kg)(4)摩擦係數=0.23.機械效益 =0.9 二、決定動作參數：(參圖二) 1.負載時移動速度 V=500(mm/sec) 2.滑台全行程

17、L=1000(mm) 3.全行程移動總時間 t=1.4(sec) 4.加減速時間 t1=t3=0.2(sec) 5.靜止穩定時間 t4=0.3(sec) 6.定位精度 0.05(mm)【圖二】此主题相关图片如下，点击图片看大图：三、選用馬達之轉子慣量(JM)1.滾珠螺桿慣量JB=(WBD2)/(8g) =(4052)/(8980) =0.128(kgcmS2) 2.負載慣量 JL=(W/g)(PB/20)2+JB=(200/9.8)(20/20)2+0.128=0.149 3.馬達軸心轉換慣量J=JL=0.149(kgcmS2) 4.選用馬達之轉子慣量 JMJL/20 149/20 7.45(

18、gcmS2) 四、選用馬達迴轉速(N) N=(V60)/PB =(50060)/20 =1500(rpm) 五、選用馬達之額定扭矩(TM) 1.負載扭矩 TL=(WPB)/(2)/10 =(0.220020)/(20.9)/10 =14.15(kgcm) 2.加減速扭矩 TA=(2N/60t1)(JM+(JL/) =140.5(kgcm) 3.瞬間最大扭矩(Ta) Ta=TA+TL=154.5(kgcm) Tb=TL=14.15(kgcm) Tc=TL-TA=-126.35(kgcm) 4.實效扭矩 Trms=(Ta2t1)+(Tb2t2)+(Tc2t3)(t1+t2+t3+t4) =69.3

19、(kgcm) 5.選用馬達之額定扭矩 TM1.3實效扭矩(Trms) 1.369.3 90(kgcm) 註：通常選用馬達之瞬間最大扭矩為TM之三倍但必須大於Ta 六、選用馬達解角器(PE) 假設PE=2000(p/rev) 則機械位置解析度(Resolution) =(PB(1/R)/(PE4)=0.0025(mm) 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、三坐标丈量仪、电火花加工机等等方面的设备有宽广的运用。 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安装，它和现代数字控制技术有着本质的联络。在目前国内的数字控制系统中，步进电机的

20、运用非常广泛。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运用于数字控制系统中。为了顺应数字控制的开展趋势，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类似脉冲串和方向信号，但在运用性能和运用场所上存在着较大的差别。如：1、制精度不同；2、低频特性不同 3、矩频特性不同 4、过载才干不同 5、运转性能不同 6、速度呼应性能不同。 交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机。但在一些要求不高的场所也经常用步进电机来做执行电动机。所以，在控制系统的设计过程中要综合思索控制要求、本钱等多方面的要素，选用适当的控制电机。有关伺服零点开关的问题。

21、找零的方法有很多种，可根据所要求的精度及实践要求来选择。可以伺服电机本身完成有些品牌伺服电机有完好的回原点功能，也可经过上位机配合伺服完成，但回原点的原理根本上常见的有以下几种。一、伺服电机寻觅原点时，当碰到原点开关时，马上减速停顿，以此点为原点。二、回原点时直接寻觅编码器的Z置信号，当有Z置信号时，马上减速停顿。这种回原方法普通只运用在旋转轴，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/

22、s速度环积分时间常数：84ms关于伺服的三种控制方式, 普通伺服都有三种控制方式：速度控制方式，转矩控制方式，位置控制方式 。想知道的就是这三种控制方式详细根据什么来选择的? 速度控制和转矩控制都是用模拟量来控制的。位置控制是经过发脉冲来控制的。详细采用什么控制方式要根据客户的要求，满足何种运动功能来选择。假设您对电机的速度、位置都没有要求，只需输出一个恒转矩，当然是用转矩方式。 假设对位置和速度有一定的精度要求，而对实时转矩不是很关怀，用转矩方式不太方便，用速度或位置方式比较好。假设上位控制器有比较好的闭环控制功能，用速度控制效果会好一点。假设本身要求不是很高，或者，根本没有实时性的要求，用

23、位置控制方式对上位控制器没有很高的要求。就伺服驱动器的呼应速度来看，转矩方式运算量最小，驱动器对控制信号的呼应最快；位置方式运算量最大，驱动器对控制信号的呼应最慢。对运动中的动态性能有比较高的要求时，需求实时对电机进展调整。那么假设控制器本身的运算速度很慢比如PLC，或低端运动控制器，就用位置方式控制。假设控制器运算速度比较快，可以用速度方式，把位置环从驱动器移到控制器上，减少驱动器的任务量，提高效率比如大部分中高端运动控制器；假设有更好的上位控制器，还可以用转矩方式控制，把速度环也从驱动器上移开，这普通只是高端公用控制器才干这么干，而且，这时完全不需求运用伺服电机。换一种说法是： 1、转矩控

24、制：转矩控制方式是经过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小，详细表现为例如10V对应5Nm的话，当外部模拟量设定为5V时电机轴输出为2.5Nm:假设电机轴负载低于2.5Nm时电机正转，外部负载等于2.5Nm时电机不转，大于2.5Nm时电机反转通常在有重力负载情况下产生。可以经过即时的改动模拟量的设定来改动设定的力矩大小，也可经过通讯方式改动对应的地址的数值来实现。运用主要在对材质的受力有严厉要求的缠绕和放卷的安装中，例如饶线安装或拉光纤设备，转矩的设定要根据缠绕的半径的变化随时更改以确保材质的受力不会随着缠绕半径的变化而改动。 2、位置控制：位置控制方式普通是经过

25、外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小，经过脉冲的个数来确定转动的角度，也有些伺服可以经过通讯方式直接对速度和位移进展赋值。由于位置方式可以对速度和位置都有很严厉的控制，所以普通运用于定位安装。运用领域如数控机床、印刷机械等等。3、速度方式：经过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进展转动速度的控制，在有上位控制安装的外环PID控制时速度方式也可以进展定位，但必需把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反响以做运算用。位置方式也支持直接负载外环检测位置信号，此时的电机轴端的编码器只检测电机转速，位置信号就由直接的最终负载端的检测安装来提供了，这样的优点在于可以减少中间传动过程中的误差，添加了整个

26、系统的定位精度。 怎样判别伺服电机与伺服驱动器的缺点区别？ 看驱动器上的错误、报警号，然后查手册。假设连报警都没有了，那自然就是驱动器缺点，当然，还有能够是根本伺服就没有缺点，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，有时最直接判别方法是改换，如X与Z轴伺服换型号一样才可以。或修正参数，如把X轴锁住，不让系统检测X轴但应留意：X轴与Z轴互换，即使型号一样，进口设备也能够由于负载不同、参数不同而产生问题。当然，假设是国产设备，通常不会针对运用情况调整伺服参数，普通不会有问题。但应留意X轴与Z轴电机功率转矩能否一样、电机丝杆能否直联以及电子齿轮减速比如面事宜。 关于交流伺服电机的几个问题： 问A：交流同步伺服、交流异步伺服的额定转速与极数能否有关？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