伺服控制器基本介紹

伺服驅(qū)動(dòng)器（servo drives）又稱(chēng)為“伺服控制器”、“伺服放大器”，是用來(lái)控制伺服電機(jī)的一種控制器，其作用類(lèi)似于變頻器作用于普通交流馬達(dá)，屬于伺服系統(tǒng)的一部分，主要應(yīng)用于高精度的定位系統(tǒng)。一般是通過(guò)位置、速度和力矩三種方式對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)高精度的傳動(dòng)系統(tǒng)定位，目前是傳動(dòng)技術(shù)的產(chǎn)品。當(dāng)前交流伺服驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)中普遍采用基于矢量控制的電流、速度、位置3閉環(huán)控制算法。特別是速度控制性能的發(fā)揮起到關(guān)鍵作用伺服驅(qū)動(dòng)器是現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)控制的重要組成部分，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人及數(shù)控加工中心等自動(dòng)化設(shè)備中。

在伺服驅(qū)動(dòng)器速度閉環(huán)中，電機(jī)轉(zhuǎn)子實(shí)時(shí)速度測(cè)量精度對(duì)于改善速度環(huán)的轉(zhuǎn)速控制動(dòng)靜態(tài)特性至關(guān)重要。

伺服控制器的原理

1、工作原理這兩種電機(jī)在原理上有很大的不同，步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開(kāi)環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件，查看步進(jìn)電機(jī)的工作原理。而伺服主要靠脈沖來(lái)定位，伺服電機(jī)本身具備發(fā)出脈沖的功能，所以伺服電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，都會(huì)發(fā)出對(duì)應(yīng)數(shù)量的脈沖，這樣，和伺服電機(jī)接受的脈沖形成了呼應(yīng)，或者叫閉環(huán)，這樣系統(tǒng)就會(huì)清楚發(fā)了多少脈沖和收了多少脈沖回來(lái)，從而能夠的控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)的定位。

2、控制精度步進(jìn)電機(jī)的精度一般是通過(guò)步距角的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的，步距角有多種不同的細(xì)分檔位，可以實(shí)現(xiàn)控制。而伺服電機(jī)的控制精度是由電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證的，一般伺服電機(jī)的控制精度要高于步進(jìn)電機(jī)。

伺服控制器的結(jié)構(gòu)

1、轉(zhuǎn)速與過(guò)載能力步進(jìn)電機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候容易出現(xiàn)低頻振動(dòng)，所以當(dāng)步進(jìn)電機(jī)在低速工作時(shí)候，通常還需采用阻尼技術(shù)來(lái)克服低頻振動(dòng)現(xiàn)象，比如在電機(jī)上加阻尼器或驅(qū)動(dòng)器上采用細(xì)分技術(shù)等，而伺服電機(jī)則沒(méi)有這種現(xiàn)象的發(fā)生，其閉環(huán)控制的特性決定了其在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)保持的性能。兩者的矩頻特性不同，一般伺服電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速要大于步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩會(huì)隨著轉(zhuǎn)速的升高而下降，而伺服電機(jī)則是恒力矩輸出的，所以步進(jìn)電機(jī)一般沒(méi)有過(guò)載能力，而交流伺服電機(jī)的過(guò)載能力卻較強(qiáng)。

2、運(yùn)行性能步進(jìn)電機(jī)一般是開(kāi)環(huán)控制，在啟動(dòng)頻率過(guò)高或者負(fù)載過(guò)大的情況下會(huì)出現(xiàn)失步或堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象，所以使用時(shí)需要處理好速度問(wèn)題或者增加編碼器閉環(huán)控制，查看什么是閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)。而伺服電機(jī)采用的是閉環(huán)控制，更容易控制，不存在失步現(xiàn)象。

3、成本步進(jìn)電機(jī)在上是有優(yōu)勢(shì)的，要實(shí)現(xiàn)相同功能的情況下伺服電機(jī)的價(jià)格要大于同功率的步進(jìn)電機(jī)，伺服電機(jī)的高響應(yīng)、高速性及高精度的優(yōu)點(diǎn)決定了產(chǎn)品的價(jià)格高昂，這是無(wú)可避免的。綜上所述，步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)無(wú)論是從工作原理、控制精度、過(guò)載能力、運(yùn)行性能及成本方面來(lái)說(shuō)都存在有較大的差異之處。但是兩者各有優(yōu)勢(shì)，用戶(hù)如果想要從中做出選擇就需要結(jié)合自身的實(shí)際需求和應(yīng)用場(chǎng)景。

伺服控制器的功能

新型TMCM-1321伺服控制器/驅(qū)動(dòng)器模塊用于支持機(jī)器人和自動(dòng)化設(shè)備中的兩相雙極步進(jìn)電機(jī)工作，優(yōu)化速度控制和各軸的同步，在提升產(chǎn)量的同時(shí)將功耗降低75%。模塊具有板載磁編碼器和用于光編碼器的數(shù)字輸入，以簡(jiǎn)化伺服控制，實(shí)現(xiàn)反饋和診斷功能；與類(lèi)似的步進(jìn)電機(jī)方案相比尺寸減小3倍。

降低功耗：與類(lèi)似的步進(jìn)電機(jī)方案相比，Trinamic閉環(huán)控制技術(shù)具有業(yè)內(nèi)佳的節(jié)能優(yōu)勢(shì)。

提高生產(chǎn)力：通過(guò)實(shí)施與應(yīng)用要求相匹配的斜坡函數(shù)曲線改善有效傳輸時(shí)間。

小尺寸方案：TMCM-1321模塊與磁編碼器和數(shù)字ABN輸入配合，提供小尺寸的單軸伺服控制器/驅(qū)動(dòng)器方案，占用面積只有784 mm2。