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如何选择伺服电机控制方式？张生182019-88309 Q/Q 8788/56087
一般伺服电机都有三种控制方式：速度控制方式，转矩控制方式，位置控制方式 。
速度控制和转矩控制都是用模拟量来控制的。位置控制是通过发脉冲来控制的。具体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。
如果您对电机的速度、位置都没有要求，只要输出一个恒转矩，当然是用转矩模式。
如果对位置和速度有一定的精度要求，而对实时转矩不是很关心，用转矩模式不太方便，用速度或位置模式比较好。如果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。如果本身要求不是很高，或者，基本没有实时性的要求，用位置控制方式对上位控制器没有很高的要求。
就伺服驱动器的响应速度来看，转矩模式运算量最小，驱动器对控制信号的响应最快；位置模式运算量最大，驱动器对控制信号的响应最慢。
对运动中的动态性能有比较高的要求时，需要实时对电机进行调整。那么如果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。如果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，减少驱动器的工作量，提高效率（比如大部分中高端运动控制器）；如果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，这一般只是高端专用控制器才能这么干，而且，这时完全不需要使用伺服电机。
换一种说法是：
1、转矩控制：转矩控制方式是通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，具体表现为例如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:如果电机轴负载低于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）。可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小，也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。应用主要在对材质的受力有严格要求的缠绕和放卷的装置中，例如饶线装置或拉光纤设备，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变。
2、位置控制：位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小，通过脉冲的个数来确定转动的角度，也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制，所以一般应用于定位装置。应用领域如数控机床、印刷机械等等。
3、速度模式：通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制，在有上位控制装置的外环PID控制时速度模式也可以进行定位，但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。位置模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装置来提供了，这样的优点在于可以减少中间传动过程中的误差，增加了整个系统的定位精度。
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如何选择伺服电机控制方式？
简单的讲，步进电机驱动器根据外来的脉冲，通过其内部的逻辑电路控制步进电机的绕组按一定的次序正反通电，从而实现其运转。以两相1.8度，步进电机为例，
其主要分为4线（双极性），6线（单极性）两种方式：
线（双极性）电机，当其绕组的通电方向顺序按照AC->BD->CA->DB 四个状态周而复始进行变化，每变化一次，电机运转一步,即1.8度。
6线（单极性）电机，当其绕组的通电方向顺序按照OA->OB->OC->OD 四个状态周而复始进行变化，每变化一次，电机运转一步,即1.8度。
以上仅仅是一个原理性的介绍，实际的运行中会有很多复杂的情况产生，其相应的控制方式也有很多种，如果需要特殊的帮助，。
步进电动机的旋转运动可以通过很多种机械方法转化成直线运动，这包括齿轮，齿条机构，皮带，皮带轮及其他机械机构，这些选择都需要外部机械零件，最有效的方法是将这些转化在电机内部完成，也就是直线电机。
合适的才是最好的 -------------- 步进电机的可靠性
步进电机的低速力矩远大于其他电机，但是其高速力矩下降，很多用户不熟悉矩频特性导致选型困难，其实只要选型合适，步进电机是不会丢步的。
诚信是金 -------------- 步进电机参数打假
42长度48的步进电机力矩有0.6N.m吗？
57长度78的步进电机力矩有2.0N.m吗？那还做85HB65的干什么？
85长度156的步进电机力矩有13N.m吗？那还做1103HB148的干什么？
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伺服电机工作原理
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伺服电动机的工作原理及作用伺服电机的作用是驱动控制对象。被控对象的转距和转速受信号电压控制，信号电压的大小和极性改变时，电机的转动速度和方向也跟着变化。伺服电动机分类交流伺服电动机和直流伺服电动机。交流伺服电动机原理与两相交流异步电机相同，定子上装有两个绕组—励磁绕组和控制绕组。励磁绕组和控制绕组在空间相隔90°。接线：励磁绕组的接线 控制绕组的接线励磁绕组中串联电容C的目的是为了产生两相旋转磁场
伺服电动机的工作原理及作用
伺服电机的作用是驱动控制对象。被控对象的转距和转速受信号电压控制，信号电压的大小和极性改变时，电机的转动速度和方向也跟着变化。
伺服电动机分类
交流伺服电动机和直流伺服电动机。
交流伺服电动机
原理与两相交流异步电机相同，定子上装有两个绕组—励磁绕组和控制绕组。
励磁绕组和控制绕组在空间相隔90°。
接线：
励磁绕组的接线 控制绕组的接线
励磁绕组中串联电容C的目的是为了产生两相旋转磁场。
适当选择电容的大小，可使通入两个绕组的电流相位差接近90°，因此便产生旋转磁场，在旋转磁场的作用下，转子便转动起来。
例：选择电容，可使交流伺服电机电路中的电压电流的相量关系如图所示。
控制绕组的接线
控制电压与电源电压两者频率相同，相位相同或反相。
工作时两个绕组中产生的电流 和 的相位差近90°，因此便产生旋转磁场。在旋转磁场的作用下，转子转动起来。
交流伺服电动机的特点：
1）U2= 0 时，转子停止。
这时，虽然U2 =0V，U1仍存在，似乎成单相运行状态，但和单相异步机不同。若单相电机启动运行后，出现单相后仍转。伺服电机不同，单相电压时设备不能转。
原因：交流伺服电机 R2设计得较大。所以在U2=0时，交流伺服电机的T=f(s)曲线如下页图：
交流伺服电动机的T=f(s)曲线（U2=0时）
当U2=0V时，脉动磁场分成的正反向旋转磁场产生的转距T'、T" 的合成转矩T与单相异步机不同。合成转矩的方向与旋转方向相反，所以电机在U2=0V时，能立即停止，体现了控制信号的作用(有控制电压时转动，无控制电压时不转)，以免失控。
（2）交流伺服电机R2设计得较大，使Sm>1，Tst大，启动迅速，稳定运行范围大。
（3）控制电压U2大小变化时，转子转速相应变化，转速与电压U2成正比。U2的极性改变时，转子的转向改变。
交流伺服电动机的机械特性曲线( U1=const )
应用
交流伺服电机的输出功率一般为0.1-100W，电源频率分50Hz、400Hz等多种。它的应用很广泛，如用在自动控制、温度自动记录等系统中。
直流伺服电动机
结构：与直流电动机基本相同。为减小转动惯量做得细长一些。
工作原理：与直流电动机相同。
供电方式：他励。励磁绕组和电枢由两个独立电源供电：
U1为励磁电压，U2为电枢电压。
直流伺服电机的机械特性公式与他励直流电机一样：
机械特性曲线
由机械特性可知：
(1)U1（即磁通￠）不变时，一定的负载下，U2↑,n↑。
(2)U2=0时，电机立即停转。
反转：电枢电压的极性改变，电机反转。
应用：
直流伺服电机的特性较交流伺服电机硬。经常用在功率稍大的系统中，它的输出功率一般为1-600W。它的用途很多，如随动系统中的位置控制等。
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