電動伺服系統的(de)一般結構爲三個(gè)閉環控制，即電流環、速度環和(hé)位置環。一般情況下(xià)，對(duì)于交流伺服驅動器，可(kě)通(tōng)過對(duì)其内部功能參數進行人(rén)工設定而實現位置控制、速度控制、轉矩控制等多(duō)種功能。那麽關于伺服電機有哪些需要知道的(de)呢(ne)？

1、如何正确選擇伺服電機和(hé)步進電機？

答(dá)：主要視具體應用(yòng)情況而定，簡單地說要确定：負載的(de)性質（如水(shuǐ)平還(hái)是垂直負載等），轉矩、慣量、轉速、精度、加減速等要求，上位控制要求（如對(duì)端口界面和(hé)通(tōng)訊方面的(de)要求），主要控制方式是位置、轉矩還(hái)是速度方式。供電電源是直流還(hái)是交流電源，或電池供電，電壓範圍。據此以确定電機和(hé)配用(yòng)驅動器或控制器的(de)型号。

2、選擇步進電機還(hái)是伺服電機系統？

答(dá)：其實，選擇什(shén)麽樣的(de)電機應根據具體應用(yòng)情況而定，各有其特點。

3、如何配用(yòng)步進電機驅動器？

答(dá)：根據電機的(de)電流，配用(yòng)大(dà)于或等于此電流的(de)驅動器。如果需要低振動或高(gāo)精度時(shí)，可(kě)配用(yòng)細分(fēn)型驅動器。對(duì)于大(dà)轉矩電機，盡可(kě)能用(yòng)高(gāo)電壓型驅動器，以獲得(de)良好的(de)高(gāo)速性能。

4、2相和(hé)5 相步進電機有何區(qū)别，如何選擇？

答(dá)：2 相電機成本低，但在低速時(shí)的(de)震動較大(dà)，高(gāo)速時(shí)的(de)力矩下(xià)降快(kuài)。 5 相電機則振動較小，高(gāo)速性能好，比 2 相電機的(de)速度高(gāo)30~50% ，可(kě)在部分(fēn)場(chǎng)合取代伺服電機。

5、何時(shí)選用(yòng)直流伺服系統，它和(hé)交流伺服有何區(qū)别？

答(dá)：直流伺服電機分(fēn)爲有刷和(hé)無刷電機。

有刷電機成本低，結構簡單，啓動轉矩大(dà)，調速範圍寬，控制容易，需要維護，但維護方便（換碳刷），産生電磁幹擾，對(duì)環境有要求。因此它可(kě)以用(yòng)于對(duì)成本敏感的(de)普通(tōng)工業和(hé)民用(yòng)場(chǎng)合。

無刷電機體積小，重量輕，出力大(dà)，響應快(kuài)，速度高(gāo)，慣量小，轉動平滑，力矩穩定。控制複雜(zá)，容易實現智能化(huà)，其電子換相方式靈活，可(kě)以方波換相或正弦波換相。電機免維護，效率很高(gāo)，運行溫度低，電磁輻射很小，長(cháng)壽命，可(kě)用(yòng)于各種環境。

交流伺服電機也(yě)是無刷電機，分(fēn)爲同步和(hé)異步電機，目前運動控制中一般都用(yòng)同步電機，它的(de)功率範圍大(dà)，可(kě)以做(zuò)到很大(dà)的(de)功率。大(dà)慣量，最高(gāo)轉動速度低，且随著(zhe)功率增大(dà)而快(kuài)速降低。因而适合做(zuò)低速平穩運行的(de)應用(yòng)。

6、使用(yòng)電機時(shí)要注意的(de)問題？

答(dá)：上電運行前要作如下(xià)檢查：

1）電源電壓是否合适（過壓很可(kě)能造成驅動模塊的(de)損壞）；對(duì)于直流輸入的(de) +/- 極性一定不能接錯，驅動控制器上的(de)電機型号或電流設定值是否合适（開始時(shí)不要太大(dà)）；

2）控制信号線接牢靠，工業現場(chǎng)最好要考慮屏蔽問題（如采用(yòng)雙絞線）；

3）不要開始時(shí)就把需要接的(de)線全接上，隻連成最基本的(de)系統，運行良好後，再逐步連接。

4）一定要搞清楚接地方法，還(hái)是采用(yòng)浮空不接。

5）開始運行的(de)半小時(shí)内要密切觀察電機的(de)狀态，如運動是否正常，聲音(yīn)和(hé)溫升情況，發現問題立即停機調整。

7、步進電機啓運行時(shí)有時(shí)還(hái)會失步，是什(shén)麽問題？

進電機啓動運行時(shí)，有時(shí)動一下(xià)就不動了(le)或原地來(lái)回動，運行時(shí)有時(shí)還(hái)會失步，一般要考慮以下(xià)方面作檢查：

1）電機力矩是否足夠大(dà)，能否帶動負載，因此我們一般推薦用(yòng)戶選型時(shí)要選用(yòng)力矩比實際需要大(dà)50%~100% 的(de)電機，因爲步進電機不能過負載運行，哪怕是瞬間，都會造成失步，嚴重時(shí)停轉或不規則原地反複動。

2）上位控制器來(lái)的(de)輸入走步脈沖的(de)電流是否夠大(dà)（一般要 >10mA ），以使光(guāng)耦穩定導通(tōng)，輸入的(de)頻(pín)率是否過高(gāo)，導緻接收不到，如果上位控制器的(de)輸出電路是CMOS 電路，則也(yě)要選用(yòng) CMOS 輸入型的(de)驅動器。

3）啓動頻(pín)率是否太高(gāo)，在啓動程序上是否設置了(le)加速過程，最好從電機規定的(de)啓動頻(pín)率内開始加速到設定頻(pín)率，哪怕加速時(shí)間很短，否則可(kě)能就不穩定，甚至處于惰态。

4）電機未固定好時(shí)，有時(shí)會出現此狀況，則屬于正常。因爲，實際上此時(shí)造成了(le)電機的(de)強烈共振而導緻進入失步狀态。電機必須固定好。

5）對(duì)于 5 相電機來(lái)說，相位接錯，電機也(yě)不能工作。

8、我想通(tōng)過通(tōng)訊方式直接控制伺服電機，可(kě)以嗎？

可(kě)以的(de)，也(yě)比較方便，隻是速度問題，用(yòng)于對(duì)響應速度要求不太高(gāo)的(de)應用(yòng)。如果要求快(kuài)速的(de)響應控制參數，最好用(yòng)伺服運動控制卡，一般它上面有DSP 和(hé)高(gāo)速度的(de)邏輯處理(lǐ)電路，以實現高(gāo)速高(gāo)精度的(de)運動控制。如 S 加速、多(duō)軸插補等。

9、用(yòng)開關電源給步進和(hé)直流電機系統供電好不好？

一般最好不要，特别是大(dà)力矩電機，除非選用(yòng)比需要的(de)功率大(dà)一倍以上的(de)開關電源。因爲，電機工作時(shí)是大(dà)電感型負載，會對(duì)電源端形成瞬間的(de)高(gāo)壓。而開關電源的(de)過載性能不好，會保護關斷，且其精密的(de)穩壓性能又不需要，有時(shí)可(kě)能造成開關電源和(hé)驅動器的(de)損壞。可(kě)以用(yòng)常規的(de)環形或R 型變壓器變壓的(de)直流電源。

10、用(yòng)±10V或4~20mA的(de)直流電壓來(lái)控制步進電機，可(kě)以嗎？

可(kě)以，但需要另外的(de)轉換模塊。

11、有一個(gè)的(de)伺服電機帶編碼器反饋，可(kě)否用(yòng)隻帶測速機口的(de)伺服驅動器控制？

可(kě)以，需要配一個(gè)編碼器轉測速機信号模塊。

12、伺服電機的(de)碼盤部分(fēn)可(kě)以拆開嗎？

禁止拆開，因爲碼盤内的(de)石英片很容易破裂，且進入灰塵後，壽命和(hé)精度都将無法保證，需要專業人(rén)員(yuán)檢修。

13、步進和(hé)伺服電機可(kě)以拆開檢修或改裝嗎？

不要，最好讓廠家去做(zuò)，拆開後沒有專業設備很難安裝回原樣，電機的(de)轉定子間的(de)間隙無保證。磁鋼材料的(de)性能被破壞，甚至造成失磁，電機力矩大(dà)大(dà)下(xià)降。

14、伺服控制器能夠感知外部負載的(de)變化(huà)嗎？

如遇到設定阻力時(shí)停止、返回或保持一定的(de)推力跟進。

15、可(kě)以将國産的(de)驅動器或電機和(hé)國外優質的(de)電機或驅動器配用(yòng)嗎？

原則上是可(kě)以的(de)，但要搞清楚電機的(de)技術參數後才能配用(yòng)，否則會大(dà)大(dà)降低應有的(de)效果，甚至影(yǐng)響長(cháng)期運行和(hé)壽命。最好向供應商咨詢後再決定。

16、使用(yòng)大(dà)于額定電壓值的(de)直流電源電壓驅動電機安全嗎？

正常來(lái)說這(zhè)不是問題，隻要電機在所設定的(de)速度和(hé)電流極限值内運行。因爲電機速度與電機線電壓成正比，因此選擇某種電源電壓不會引起過速，但可(kě)能發生驅動器等故障。

此外，必須保證電機符合驅動器的(de)最小電感系數要求，而且還(hái)要确保所設定的(de)電流極限值小于或等于電機的(de)額定電流。

事實上，如果你能在你設計的(de)裝置中讓電機跑地比較慢(màn)的(de)話(huà) ( 低于額定電壓 ) ，這(zhè)是很好的(de)。

以較低的(de)電壓 ( 因此比較低的(de)速度 ) 運行會使得(de)電刷運轉反彈較少，而且電刷 / 換向器磨損較小，比較低的(de)電流消耗和(hé)比較長(cháng)的(de)電機壽命。

另一方面，如果電機大(dà)小的(de)性能的(de)要求需要額外的(de)轉矩及速度，過度驅動電機也(yě)是可(kě)以的(de)，但會犧牲産品的(de)使用(yòng)壽命。

17、如何爲應用(yòng)選擇适當的(de)供電電源？

推薦選擇電源電壓值比最大(dà)所需的(de)電壓高(gāo) 10%-50% 。此百分(fēn)比因 Kt， Ke， 以及系統内的(de)電壓降而不同。驅動器的(de)電流值應該足夠傳送應用(yòng)所需的(de)能量。記住驅動器的(de)輸出電壓值與供電電壓不同，因此驅動器輸出電流也(yě)與輸入電流不相同。爲确定合适的(de)供電電流，需要計算(suàn)此應用(yòng)所有的(de)功率需求，再增加 5% 。按 I = P/V 公式計算(suàn)即可(kě)得(de)到所需電流值。

推薦選擇電源電壓值比最大(dà)所需的(de)電壓高(gāo) 10%-50% 。此百分(fēn)比因 Kt， Ke， 以及系統内的(de)電壓降而不同。驅動器的(de)電流值應該足夠傳送應用(yòng)所需的(de)能量。記住驅動器的(de)輸出電壓值與供電電壓不同，因此驅動器輸出電流也(yě)與輸入電流不相同。爲确定合适的(de)供電電流，需要計算(suàn)此應用(yòng)所有的(de)功率需求，再增加 5% 。按 I = P/V 公式計算(suàn)即可(kě)得(de)到所需電流值。

18、對(duì)于伺服驅動器我可(kě)以選擇那種工作方式？

不同的(de)模式并不全部存在于所有型号的(de)驅動器中

19、驅動器和(hé)系統如何接地？

a.如果在交流電源和(hé)驅動器直流總線（如變壓器）之間沒有隔離的(de)話(huà)，不要将直流總線的(de)非隔離端口或非隔離信号的(de)地接大(dà)地，這(zhè)可(kě)能會導緻設備損壞和(hé)人(rén)員(yuán)傷害。因爲交流的(de)公共電壓并不是對(duì)大(dà)地的(de)，在直流總線地和(hé)大(dà)地之間可(kě)能會有很高(gāo)的(de)電壓。

b.在多(duō)數伺服系統中，所有的(de)公共地和(hé)大(dà)地在信号端是接在一起的(de)。多(duō)種連接大(dà)地方式産生的(de)地回路很容易受噪音(yīn)影(yǐng)響而在不同的(de)參考點上産生流。

c.爲了(le)保持命令參考電壓的(de)恒定，要将驅動器的(de)信号地接到控制器的(de)信号地。 它也(yě)會接到外部電源的(de)地，這(zhè)将影(yǐng)響到控制器和(hé)驅動器的(de)工作（如：編碼器的(de)5V電源）。

d.屏蔽層接地是比較困難的(de)，有幾種方法。正确的(de)屏蔽接地處是在其電路内部的(de)參考電位點上。這(zhè)個(gè)點取決于噪聲源和(hé)接收是否同時(shí)接地，或者浮空。要确保屏蔽層在同一個(gè)點接地使得(de)地電流不會流過屏蔽層。

20、減速器爲什(shén)麽不能和(hé)電機正好相配在标準轉矩點？

如果考慮到電機産生的(de)經過減速器的(de)最大(dà)連續轉矩，許多(duō)減速比會遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過減速器的(de)轉矩等級。

如果我們要設計每個(gè)減速器來(lái)匹配滿轉矩，減速器的(de)内部齒輪會有太多(duō)組合 ( 體積較大(dà)、材料多(duō) ) 。

這(zhè)樣會使得(de)産品價格高(gāo)，且違反了(le)産品的(de)“高(gāo)性能、小體積”原則。

21、如何選擇使用(yòng)行星減速器還(hái)是正齒輪減速器？

行星減速器一般用(yòng)于在有限的(de)空間裏需要較高(gāo)的(de)轉矩時(shí)，即小體積大(dà)轉矩，而且它的(de)可(kě)靠性和(hé)壽命都比正齒輪減速器要好。正齒輪減速器則用(yòng)于較低的(de)電流消耗，低噪音(yīn)和(hé)高(gāo)效率低成本應用(yòng)。

22、何爲負載率 ？

負載率 (duty cycle) 是指電機在每個(gè)工作周期内的(de)工作時(shí)間 / （工作時(shí)間 + 非工作時(shí)間）的(de)比率。如果負載率低，就允許電機以3 倍連續電流短時(shí)間運行，從而比額定連續運行時(shí)産生更大(dà)的(de)力量。

23、标準旋轉電機的(de)驅動電路可(kě)以用(yòng)于直線電機嗎？

一般都是可(kě)以的(de)。你可(kě)以把直線電機就當作旋轉電機，如直線步進電機、有刷、無刷和(hé)交流直線電機。具體請向供應商咨詢。

24、直線電機是否可(kě)以垂直安裝，做(zuò)上下(xià)運動？

可(kě)以。根據用(yòng)戶的(de)要求，垂直安裝時(shí)我們可(kě)以加裝動子滑塊平衡裝置或加裝導軌抱閘刹車。

25、在同一個(gè)平台上可(kě)以安裝多(duō)個(gè)動子嗎？

可(kě)以。隻要幾個(gè)動子之間不互相妨礙即可(kě)。

26、是否可(kě)以将多(duō)個(gè)無刷電機的(de)動子線圈安裝于同一個(gè)磁軌道上？

可(kě)以。隻要幾個(gè)動子之間不互相妨礙即可(kě)。

27、使用(yòng)直線電機比滾珠絲杆的(de)線性電機有何優點？

由于定子和(hé)動子之間沒有機械連接，所以消除了(le)背隙、磨損、卡死問題，運動更加平滑。突出了(le)更高(gāo)精度、高(gāo)速度、高(gāo)加速度、響應快(kuài)、運動平滑、控制精度高(gāo)、可(kě)靠性好體積緊湊、外形高(gāo)度低、長(cháng)壽命、免維護等特點。