伺服電機系統的組成(伺服系統的三種基本組成形式)

模擬，混合和數字。模擬類型和混合類型的輸入部分是模擬輸入，區別在于混合伺服系統的輸入經過數字偏差然后進入模擬調節器。伺服系統分為三種：位置反饋和速度反饋。

目前，伺服驅動技術是CNC技術的重要組成部分。與數控裝置一起，伺服系統的靜態和動態特性直接影響機床的位移速度，位置精度和加工精度?，F在，直流伺服系統已被交流數字伺服系統所取代，伺服電動機的位置，速度和電流環均已數字化，并采用新的控制理論來實現不受影響的高速響應系統。機械負載變化。

主要的新開發技術如下。

前饋控制技術。在過去的伺服系統中，檢測器信號和位置指令之間的差值乘以速度指令（位置環增益）。此控制方法始終具有跟蹤延遲誤差，這會降低加工角和圓弧時的加工精度。所謂的前饋控制是一種通過向原始控制系統添加速度命令來大大減少伺服系統的跟蹤延遲誤差的控制方法。

b。機械靜摩擦的非線性控制技術。對于某些具有較高靜摩擦的CNC機床，新的數字伺服系統具有非線性控制功能，可補償機床驅動系統的靜摩擦。

c。伺服系統的位置環和速度環（包括電流環）均由軟件（例如數字仲裁和矢量控制）控制。預先調整了加減速性能，以適應不同類型的機床，不同的精度和不同的速度。

d。采用高分辨率位置傳感裝置。例如，高分辨率脈沖編碼器具有由微處理器組成的微步進電路，這大大提高了分辨率。增量位置檢測大于10000 p/r（脈沖/旋轉），絕對位置檢測為1000000p。/r以上。

e。補償技術已經開發和應用。新的數控系統具有校正功能，可以對伺服系統執行各種校正，例如螺距誤差校正，齒隙校正，軸向運動誤差校正，空間誤差校正和熱變形校正。

另外，CNC系統中同時使用了伺服電機和步進電機。兩者之間的區別如下：

步進電機基本上是與現代數字控制技術關聯的離散運動設備。當前，步進電動機已廣泛用于家用數字控制系統中。隨著所有數字AC伺服系統的出現，AC伺服電動機越來越多地用于數字控制系統，尤其是運動控制系統，并且步進電動機或所有數字AC伺服電動機大多用作運行電動機。兩種控制方法相似（脈沖序列和方向信號），但是在性能和應用方面存在顯著差異。

1.控制精度不同。兩相混合式步進電動機的步進角通常為3.6°，1.8°，五相混合式步進電動機的步進角通常為0.72°，0.36°。也有步進角較小的高性能步進電機。例如，Stone Company生產的低速線材機床中使用的步進電機的步進角為0.09°，Berger Lahr生產的三相混合式步進電機可以通過該步進角。 DIP開關設置為1.8°。兼容0.9°，0.72°，0.36°，0.18°，0.09°，0.072°，0.036°的步進角，兩相和五相混合式步進電機。交流伺服電機的控制精度通過電機軸背面的旋轉編碼器來確保。以松下的全數字交流伺服電機為例。對于帶有標準2500線編碼器的電動機，由于驅動器內部使用的技術，由于四倍頻，脈沖當量為360°/10000=0.036°。對于帶有17位編碼器的電動機，每當驅動器收到217=131072脈沖時，電動機就會旋轉1圈。也就是說，該脈沖為360°/131072=9.89秒。它是與步距角為1.8°的步進電機相對應的脈沖的1/655。

2.低頻特性有所不同：步進電機在低速時容易發生低頻振動。振動頻率與負載和驅動器性能有關。通常，振動頻率被認為是電動機空載的一半。關頻。由步進電機的工作原理確定，這種低頻振動現象非常不利于機器的正常運行。當步進電動機以低速運行時，通常應使用阻尼技術來克服低頻振動現象，例如在電動機上增加阻尼器或在驅動器中使用分段技術。交流伺服電機運行非常平穩，即使在低速時也沒有振動。 AC伺服系統具有共振抑制功能，可以彌補機器的剛性不足，并且系統的內部頻率分析功能（FFT）可以檢測到機器的共振點，便于系統調整。

3.轉矩頻率特性不同。步進電機的輸出轉矩隨著速度的增加而減小，在高速時急劇下降，因此工作速度通常為300-600RPM。交流伺服電機具有恒定的轉矩輸出。換句話說，它可以在額定速度（通常為2000RPM或3000RPM）內輸出額定轉矩，并且可以在額定速度以上輸出恒定功率。

4.其他過載能力：步進電機通常不具有過載能力，而交流伺服電機則具有較強的過載能力。以松下交流伺服系統為例。具有速度過載和轉矩過載功能。扭矩是額定扭矩的3倍，可以克服啟動時慣性負載的慣性矩。步進電機不具有這樣的過載能力，因此在選擇模型時，您通常必須選擇具有較大扭矩的電機來克服這種慣性矩，并且在正常運行期間該機器不需要那么大的扭矩。因此出現扭矩。

5.其他運行性能：步進電機由開環控制進行控制。如果啟動頻率太高或負載太大，則很容易失去步伐或失速。如果速度太高，則很容易發生過沖，因此必須很好地處理加速和減速問題，以確?？刂凭?。交流伺服驅動系統為閉環控制。驅動器可以直接采樣電機編碼器的反饋信號。位置環和速度環形成在內部。通常，步進電動機不會失步或超調并失去控制。性能更穩定。

6.速度響應性能有所不同。步進電機從固定速度加速到工作速度（通常為每分鐘幾百轉）需要200到400毫秒。交流伺服系統的加速性能更好。以Panasonic MSMA 400W交流伺服電機為例，從靜止加速到3000RPM的額定速度僅需幾毫秒。必要時可以在任何控制情況下使用?？焖賳雍屯Ｖ?。