伺服铭牌数据

1、伺服驱动铭牌数据1伺服驱动器的铭牌数据的含义？刚开始一看山洋伺服驱动器的铭牌数据，会觉得铭牌 数据标识都有错误。以山洋R03AA伺服驱动器为例， 其三相输入为200-230V AC, 50/60HZ, 5.8A,而其单 相输入为200-230V AC , 50/60HZ, 0.2A。输出为0-326V, 5.2A。可以看出三相输入电流远大于单相输 入电流，为什么会这样，原因很简单，这里标示的三 相输入电流是主回路的输入电流，而单相输入电流则 是控制回路的输入电流，事实上对于三洋伺服驱动器 而言，单相输入电流都为0.2A,无论是R系列伺服驱 动器还是PY系列伺服驱动器，无论是多大的功率。而三菱伺

2、服驱动器则不一样，以三菱MR-E-10A伺服 驱动器为例，其三相输入为200-230V AC, 50/60HZ , 0.9A,而其单相输入为230V AC , 50/60HZ, 1.4A,输出170V,0-360HZ, 0.7A。可以看出其三相输入电 流是小于单相输入电流的，原因很简单，因为无论是 单相输入电流还是三相输入电流，其实都是主回路的 输入电流，然后因为接近是恒功率输入，所以三相输 入电流小于单相输入电流，当然实际上如果是单相电 源输入的话，其输入功率肯定是要小于三相电源输入 的功率的，所以匹配的伺服电机在高速瞬时领域输出 力矩会有些许下降。另外根据能量守恒的原理，显然 伺服驱动器的

3、输入功率肯定是大于等于伺服驱动器的输出功率的。另外伺服电机或者伺服驱动器铭牌上标 示的电压，电流是指线电压和线电流，而不是相电压 和相电流。铭牌上标示的电压值和电流值都是有效值， 而不是峰值或者平均值。2什么是载波频率， 调制波频率， 伺服驱动器输入电 源频率，伺服驱动器的输出频率，伺服电机的额定频 率？三洋的PY伺服驱动器铭牌还另外标示出了载波频率20.8KHZ o那么什么是载波频率呢，实际上伺服驱动 器的输出都是PWM脉冲输出，脉冲究竟是电压脉冲 输出还是电流脉冲输出呢，当然是输出电压脉冲，一 般都是改变脉冲的导通时间而不是改变输出脉冲的幅 值，而这些等幅值的电压脉冲的效果最终是要等效于

4、正弦波电压信号的输出的，所以显然这些输出电压脉 冲越密集的话，等效效果就越好，而载波频率就可以 实现高密度输出电压脉冲，载波都是高频率的三角波, 一般来说日系伺服的载波频率都是固定的一个数值， 是不可以变更的，而LUST的伺服驱动器则不一样， 其载波频率是可以设置的，一般如果载波频率设置值 比较大的话，贝U输出波形比较比较理想，电机噪音比 较小， 但主元器件开关损失较大， 整机发热较多， 效 率下降。而调制波则是正弦电压信号，调制波与高频 三角载波的交点来控制开关元件的通断从而形成高频 输出电压脉冲，而实际上所谓的调制波频率就是伺服 驱动器的输出频率，一般伺服驱动器的输出频率的范 围肯定大于伺

5、服电机的额定频率，原因很简单，因为 有时候伺服电机可能要工作在最高转速，而该转速显 然是要高于伺服电机的额定转速的。那么什么是伺服 电机的额定频率呢？这个额定频率就对应于伺服电机 的额定转速，本质上这个东西来自于三相异步电动机， 但因为同步电机没有转差，其计算公式为：n=60f/P一般说来欧系伺服电机的铭牌数据非常丰富，上面就 会标出伺服电机的额定转速与额定频率，通过该公式 就可以方便的计算出伺服电机的磁极对数，而日系伺 服电机一般都是不会标出额定频率的，所以也就无从 计算伺服电机的磁极对数。而伺服驱动器的输入电源 频率则很简单了，就是通常的工厂的电源的频率50/60HZ。前面说了，伺服驱动器

6、的输出频率决定伺 服电机的运转速度，另外我们还说，对于定位脉冲的 话，脉冲的数量决定伺服电机的位移，脉冲的频率决定伺服电机的速度，两个说法是否有矛盾呢？其实是 不矛盾的，只是两种表达方式不同而已。3伺服驱动器与伺服电机的匹配原则？对于日系的三洋伺服的话，一种型号的伺服驱动器可 以匹配好几个型号的伺服电机， 同样以RS1A03AA伺 服驱动器为例，其匹配的伺服电机以P60B13100H为 例，其铭牌数据为，1KW, AC200V , 7.8A, 2000RPM,可以看出伺服驱动器最大输出电压326V是大于伺服 电机的额定电压200V的，那么伺服电机是否会烧毁 呢？结论当然是不会烧毁伺服电机。实际

7、上伺服驱动 器的输出电压是有富裕的，这样就可以保证伺服驱动 器可以驱动各种型号的伺服电机，当然对于匹配P60B13100H型号的电机，其输出不会超过伺服电机 的额定电压200V，另外还可以发现伺服驱动器的额定 输出电流5.2A是小于伺服电机的额定电流7.8A的， 所以对于这种匹配的话，伺服驱动器的过载能力就明 显比较小了。再以RS1A03AA伺服驱动器匹配的伺服 电机P50B08075H为例，其铭牌数据为：750W,AC200V, 3.9A , 3000RPM,可以发现伺服驱动器的 额定输出 电流5.2A是大于伺服电机的额定电流3.9A,所以对于这种匹配的话，伺服驱动器的过载能力明显就比较强。

8、总之三洋伺服驱动器对匹配的各电 机的过载能力是不一样的。而对于三菱伺服驱动器则 有不一样，其 匹配 的 电机 是固 定 的， 还 是以 上 面提 到的 三 菱MR-E-10A伺服驱动器为例，与其匹配的伺服 电机为HC-KFE13，其铭牌数据为：输入，3AC , 122V, 0.71A,输出，100W, 3000RPM,可以发现伺服驱动 器的额定输出电流和伺服电机的额定电流是相等的， 然后伺服驱动器的输出功率（视在功率）是显著大于 伺服电机的额定功率的，然后三菱伺服电机标示的电 压为122V，而与之匹配的伺服驱动器MR-E-10A的输 出电压却为170V,那么是否驱动器的 输出 电 压相 比伺服

9、 电机 的 铭牌 标示 电 压富 裕 了170-122=48V呢？我个 人认为不一定是这样，因为伺服电机旋转的时候还有 一个反电动势，反电动势系数以10V/1000RPM来计 算的话，额定转速时候的反电动势为30V,所以实际的电压富裕应当为170-122-30=18V。LUST伺服则乂 有区别，以LUST SERVO C为例进行讨论，其铭牌数 据 为TYPE:SC32.0040 ,输 入为：3*230V,-20/+15%,50/60HZ,3.0A。 输出为: 3*0_Uin ,1.7A,0.4KW,0-400H Z.可以发现伺服驱动器 的输入电压是等于伺服驱动器的输出电压的，然后其 匹配的电机

10、的铭牌数据为：LSML-06-040-2F,Uzk:325V , 1.61A , 1.27NM , 3000RPM上面有个参数Uzk,这个参数其实并不是电机的额定电压， 而是表示 直流母线电压，其真正的额定电压为220V,然后有的LUST司服电机标示的Uzk值为525V,当然也是母线电 压值，其实这个时候伺服电机的额定电压为380V,如 果以该电压进行电机自学习的话，是有烧毁电机的危 险的），可以发现其与三菱伺服的匹配是有很大的不一 样的。总的说来，一般伺服驱动器和伺服电机的匹配 原则就是伺服驱动器的输出电压要大于等于伺服电机 的额定电压，伺服驱动器的输出频率要大于等于伺服 电机的额定频率，伺

11、服驱动器的输出电流要大于等于 伺服电机的额定电流（如果伺服驱动器的输出电流小 于伺服电机的额定电流会影响伺服驱动器的过载能 力）4,KW与KVA与功率因数的问题。这个问题实际上就是视在功率与有功功率的问题了， 视在功率的标称单位为KVA,而有功功率的标称单位 为KW。两者之间是什么关系呢？视在功率与功率因 数的乘积就是有功功率。以三菱的MR-E伺服驱动器 匹配的伺服电机为例来说明设备容量与有功功率的数 量关系。MR-E-10A伺服放大器+HC-KFE13,伺服电 机的输出功率为100W,而对应要求的电源设备功率 为300KVA，可以发现视在功率数值是3倍于伺服电 机的输出功率的数值的，如果继续

12、研究三菱MR-E系 列驱动器配的其他的电机，就可以发现伺服电机的功 率KW越高的话，对应的电源设备功率KVA与伺服 电机的功率KW的比值越低， 原因何在？很简单， 对 于小功率的伺服电机而言，其消耗的无功功率的比重 比较大，而对于大功率的伺服电机而言，其消耗的无 功功率的比重比较小。5,响应带宽的概念。频带宽度简称带宽，由系统频率响应特性来规定，反 映伺服系统跟踪的快速性，带宽越大，快速性越好。 响应带宽是这样定义的：当伺服系统的速度环给定一 个正弦波信号，则电机的速度也以正弦规律变化，保 持给定正弦波速度信号的幅值不变而提高频率，则电 机的变化频率也会提高，当频率提高到一定的程度时， 响应正

13、弦波的幅值变小，同时相位也会滞后，当幅值 下降3dB时，这一点的给定频率就是响应带宽。以山 洋的R伺服驱动器为例，其响应带宽为600HZ,以PY伺服驱动器为例，其响应带宽贝U为400HZ ,三菱MR-J2S伺服驱动器为例，其响应带宽为550HZ。这 里需要说明的一点是，进行频率响应试验的时候，必 须保证伺服电机的负载的转动惯量与电机本身惯量是1:1关系。6,伺服周期与采样周期的概念伺服的采样周期（对速度环，位置环而言，是对编码 器的采样， 对电流环而言， 是对霍尔元件或者电流互 感器采样） 。伺服周期一般是指位置环PID计算循环 时间，当然越是内环的话循环时间越短，比如速度环 循环周期肯定小于

14、等于位置环循环周期，而电流环循 环周期肯定是小于等于速度环循环周期。伺服周期一 般是250us,当然性能更高的就是125us, 62.5us,他 们是完全呈现一个固定的比例关系的，根据我的观察 无论是LUST伺服驱动器，还是三菱，山洋的伺服其 伺服周期也是上面列出的值，而不是其他的不成上面 比例关系的值。而响应时间比上述要大得多，响应时 间是指响应各环路PID输出的设定值的时间，响应时 间的单位一般是ms级别。 一般提到伺服周期主要是 因为配合数控上位（比如KEBA机械手上位，比如一 些运动控制器）执行插补，如果继续用脉冲指令控制 伺服驱动器执行插补的话，那么精度肯定是不理想的， 所以一般都是

15、采用总线通讯。所以对于山洋和三菱的基于位置脉冲的伺服，一般没有人去提伺服周期。因 为插补本质上是时间分割的方式来进行的，数控系统 对位置的采样周期可以等于插补周期也可以小于插补 周期，但插补周期必须是该采样周期的整数倍。7,电机的极对数对电机性能的影响。这里以三相异步电机为例，相同功率的异步电机，如 果极对数越多，需要的定子槽数就越多，定子铁芯直 径就越大，电机体积就越大，实际的铁损和铜损也越 大，效率越低。对于同步伺服电机其实也一样，但是 细节上有区别，因为同步电机的转子是永磁铁，所以 所谓的磁极对数其实是转子永磁铁的极对数。这里有 个问题，同步电机的转子是永磁铁，有个磁极对数， 但是同步电机的定子也会产生旋转磁场，也会产生一 个磁极对数，两者是什么关系