安川Σ-V電機(jī) ，安川伺服電機(jī) 上海躍爾自動(dòng)化科技有限公司一
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www.yrkjsh.com伺服電動(dòng)機(jī)又稱執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，在自動(dòng)控制
系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，把所收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的
角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動(dòng)機(jī)兩大類，其主
要特點(diǎn)是，當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加
而勻速下降，伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動(dòng)器控制的
U/V/W三相電形成電磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子在此磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)電
機(jī)自帶的編碼器反饋信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值
進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。伺服電機(jī)的精度決定于編碼器
的精度（線數(shù)）。
控制信號(hào)的要求而動(dòng)作。在訊號(hào)來到之前，轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng)；訊號(hào)
來到之后，轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)訊號(hào)消失，轉(zhuǎn)子能即時(shí)自行停轉(zhuǎn)。
由于它的“伺服”性能，因此而得名——伺服系統(tǒng)。參考伺服與
變頻的一個(gè)重要區(qū)別是： 變頻可以無編碼器，伺服則必須有編
碼器，作電子換向用. 一、兩者的共同點(diǎn)： 交流伺服
的技術(shù)本身就是借鑒并應(yīng)用了變頻的技術(shù)，在直流電機(jī)的伺服控
制的基礎(chǔ)上通過變頻的PWM方式模仿直流電機(jī)的控制方式來實(shí)現(xiàn)
的，也就是說交流伺服電機(jī)必然有變頻的這一環(huán)節(jié)：變頻就是將
工頻的50、60HZ的交流電先整流成直流電，然后通過可控制門極
的各類晶體管（IGBT，IGCT等）通過載波頻率和PWM調(diào)節(jié)逆變?yōu)?/p>
頻率可調(diào)的波形類似于正余弦的脈動(dòng)電，由于頻率可調(diào)，所以交
流電機(jī)的速度就可調(diào)了（n=60f/p ，n轉(zhuǎn)速，f頻率， p極對(duì)數(shù)）
二、談?wù)勛冾l器： 簡(jiǎn)單的變頻器只能調(diào)節(jié)交流電機(jī)的
速度，這時(shí)可以開環(huán)也可以閉環(huán)要視控制方式和變頻器而定，這
就是傳統(tǒng)意義上的V/F控制方式?，F(xiàn)在很多的變頻已經(jīng)通過數(shù)學(xué)
模型的建立，將交流電機(jī)的定子磁場(chǎng)UVW3相轉(zhuǎn)化為可以控制電機(jī)
轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的兩個(gè)電流的分量，現(xiàn)在大多數(shù)能進(jìn)行力矩控制的著
名品牌的變頻器都是采用這樣方式控制力矩，UVW每相的輸出要
加摩爾效應(yīng)的電流檢測(cè)裝置，采樣反饋后構(gòu)成閉環(huán)負(fù)反饋的電流
環(huán)的PID調(diào)節(jié)；ABB的變頻又提出和這樣方式不同的直接轉(zhuǎn)矩控制
技術(shù)，具體請(qǐng)查閱有關(guān)資料。這樣可以既控制電機(jī)的速度也可控
制電機(jī)的力矩，而且速度的控制精度優(yōu)于v/f控制，編碼器反饋
也可加可不加，加的時(shí)候控制精度和響應(yīng)特性要好很多。
三、談?wù)勊欧? 驅(qū)動(dòng)器方面：伺服驅(qū)動(dòng)器在發(fā)展了變頻技
術(shù)的前提下，在驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的電流環(huán)，速度環(huán)和位置環(huán)（變頻器
沒有該環(huán)）都進(jìn)行了比一般變頻更精確的控制技術(shù)和算法運(yùn)算，
在功能上也比傳統(tǒng)的伺服強(qiáng)大很多，主要的一點(diǎn)可以進(jìn)行精確的
位置控制。通過上位控制器發(fā)送的脈沖序列來控制速度和位置（
當(dāng)然也有些伺服內(nèi)部集成了控制單元或通過總線通訊的方式直接
將位置和速度等參數(shù)設(shè)定在驅(qū)動(dòng)器里），驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的算法和更
快更精確的計(jì)算以及性能更優(yōu)良的電子器件使之更優(yōu)越于變頻器
。 電機(jī)方面：伺服電機(jī)的材料、結(jié)構(gòu)和加工工藝要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高
于變頻器驅(qū)動(dòng)的交流電機(jī)（一般交流電機(jī)或恒力矩、恒功率等各
類變頻電機(jī)），也就是說當(dāng)驅(qū)動(dòng)器輸出電流、電壓、頻率變化很
快的電源時(shí)，伺服電機(jī)就能根據(jù)電源變化產(chǎn)生響應(yīng)的動(dòng)作變化，
響應(yīng)特性和抗過載能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于變頻器驅(qū)動(dòng)的交流電機(jī)，電機(jī)方
面的嚴(yán)重差異也是兩者性能不同的根本。就是說不是變頻器輸出
不了變化那么快的電源信號(hào)，而是電機(jī)本身就反應(yīng)不了，所以在
變頻的內(nèi)部算法設(shè)定時(shí)為了保護(hù)電機(jī)做了相應(yīng)的過載設(shè)定。當(dāng)然
即使不設(shè)定變頻器的輸出能力還是有限的，有些性能優(yōu)良的變頻
器就可以直接驅(qū)動(dòng)[1]伺服電機(jī)?。?！ 四、談?wù)劷涣麟姍C(jī)：
交流電機(jī)一般分為同步和異步電機(jī) 1、交流同步電機(jī)：
就是轉(zhuǎn)子是由永磁材料構(gòu)成，所以轉(zhuǎn)動(dòng)后，隨著電機(jī)的定子旋轉(zhuǎn)
磁場(chǎng)的變化，轉(zhuǎn)子也做響應(yīng)頻率的速度變化，而且轉(zhuǎn)子速度=定
子速度，所以稱"同步"。 2、交流異步電機(jī)：轉(zhuǎn)子由感應(yīng)線
圈和材料構(gòu)成。轉(zhuǎn)動(dòng)后，定子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子的感
應(yīng)線圈，轉(zhuǎn)子線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流，進(jìn)而轉(zhuǎn)子產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，感應(yīng)
磁場(chǎng)追隨定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的變化，但轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)變化永遠(yuǎn)小于定子
的變化，一旦等于就沒有變化的磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子的感應(yīng)線圈，轉(zhuǎn)子
線圈中也就沒有了感應(yīng)電流，轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)消失，轉(zhuǎn)子失速又與定子
產(chǎn)生速度差又重新獲得感應(yīng)電流。所以在交流異步電機(jī)里有個(gè)關(guān)
鍵的參數(shù)是轉(zhuǎn)差率就是轉(zhuǎn)子與定子的速度差的比率。 3、對(duì)
應(yīng)交流同步和異步電機(jī)變頻器就有相映的同步變頻器和異步變頻
器，伺服電機(jī)也有交流同步伺服和交流異步伺服，當(dāng)然變頻器里
交流異步變頻常見，伺服則交流同步伺服常見。
