2022年伺服电机的三种控制方式

1、选购要点：伺服电机的三种掌握方式伺服电机速度掌握和转矩掌握都是用模拟量来掌握的,位置掌握是通过发脉冲来掌握的；详细采纳什么掌握方式要依据客户的要求以及满意何种运动功能来挑选；接下来,松文机电为大家带来伺服电机的三种掌握方式；假如您对电机的速度、 位置都没有要求, 只要输出一个恒转矩, 当然是用转矩模式；假如对位置和速度有肯定的精度要求,而对实时转矩不是很关怀,用转矩模式不太便利,用速度或位置模式比较好；假如上位掌握器 在一个运动掌握系统中 “上位掌握 ”和“执行机构 ”是系统中举足轻重的两个组成部分； “执行机构 ”部分一般不外乎： 步进电机,伺服电机,以及直流电机等；它 们作为执行机构, 带

2、动刀具或工件动作, 我们称之为 “四肢”；“上位掌握 ”单元的 四种方案 ：单片机系统 ,专业运动掌握 PLC,PC+运动掌握卡 ,专用掌握系统； “上位掌握 ”是“指挥”执行机构动作的,我们也称之为“大脑”；随着 PC（Personal Computer）的进展和普及,采纳 PC+运动掌握卡作为上位掌握将是运动掌握系统的一个主要进展趋势；这种方案可充分利用运算机资源,用于运动过程、运动轨迹都比较复杂,且柔性比较强的机器和设备；从用户使用的角度来看,基于 PC机的运动掌握卡主要是功能上的差别：硬件接口（输入 /输出信号的种类、性能）和软件接口（运动掌握函数库的功能函数）；按信号类型一般分为：数

3、字卡和模拟卡； 数字卡一般用于掌握步进电机和伺服电机,模拟卡用于掌握模拟式的伺服电机；数字卡可分为步进卡和伺服卡, 步进卡的脉冲输出频率一般较低（几百 K 左右的频率）,适用于掌握步进电机；伺服卡的脉冲输出频率较高（可达几兆的频 率）,能够满意对伺服电机的掌握；目前随着数字式伺服电机的进展和普及,数字卡逐步成为运动掌握卡的主流； 有比较好的闭环掌握功能,用速度掌握成效会好一点；假如本身要求不是很高,或者,基本没有实时 性的要求,用位置掌握方式对上位掌握器没有很高的要求；就伺服驱动器的响应速度来看, 转矩模式运算量最小, 驱动器对掌握信号的1 / 3 响应最快；位置模式运算量最大,驱动器对掌握信

4、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； 那么如果掌握器本身的运算速度很慢（比如 PLC,或低端运动掌握器）,就用位置方式掌握；假如掌握器运算速度比较快,可以用速度方式, 把位置环从驱动器移到控制器上,削减驱动器的工作量,提高效率（比如大部分中高端运动掌握器）；如 果有更好的上位掌握器,仍可以用转矩方式掌握,把速度环也从驱动器上移开,这一般只是高端专用掌握器才能这么干,而且,这时完全不需要使用伺服电机；一般说驱动器掌握的好不好, 每个厂家的都说自己做的最好, 但是现在有个 比较直观的比较方式, 叫响应带宽； 当转矩掌握或者速度掌握时,通过脉冲发生 器给他一个方

5、波信号,使电机不断的正转、反转,不断的调高频率,示波器上显示的是个扫频信号,当包络线的顶点到达最高值的70.7%时,表示已经失步,此时的频率的高低,就能显示出谁的产品牛了, 一般的电流环能作到 1000Hz以上,而速度环只能作到几十赫兹；换一种比较专业的说法：1、转矩掌握：转矩掌握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,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：假如电机轴负载低于 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形下产生）；可以通

6、过即时的转变模拟量的设定来转变设定的力矩大小,也可通过通讯方式转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,转矩的设定要依据缠绕的半径的变化随时更换以确保材质的受力不会随着缠绕半径的变化而转变；2、位置掌握：位置掌握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掌握,所以一般应用于定位装置；2 / 3 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

7、掌握,在有上位掌握装置的外环PID 掌握时速度模式也可以进行定位, 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供应了,中的误差,增加了整个系统的定位精度；这样的优点在于可以削减中间传动过程4、谈谈 3 环,伺服电机一般为三个环掌握,所谓三环就是 3 个闭环负反馈PID 调剂系统；最内的 PID 环就是电流环,此环完全在伺服驱动器内部进行,通过霍尔装置检测驱动器给电机的各相的输出电流,负反馈给电流的设定进行PID调剂,从而达到输出电流尽量接近等于设定电流,电流环就是掌握电机转矩的,所以在转矩模式下驱动器的运算最小,动态响应最快；第 2 环是速度环, 通过检测的电机编码器的信号来进行负反馈 PID 调剂,它的环内 PID 输出直接就是电流环的设定, 所以速度环掌握时就包含了速度环和电流环,换句话说任何模式都必需使用电流环,电流环是掌握的根本, 在速度和位置掌握的同时系统实际也在进行电流（转矩）的掌握以达到对速度和位置的相应掌握；第 3 环是位置环, 它是最外环,