我公司經(jīng)營(yíng)西門子全新原裝現(xiàn)貨PLC；S7-200S7-300 S7-400 S7-1200 觸摸屏，變頻器，6FC，6SNS120 V10 V60 V80伺服數(shù)控備件：原裝進(jìn)口電機(jī)（1LA7、1LG4、1LA9、1LE1），國(guó)產(chǎn)電機(jī)（1LG0，1LE0）大型電機(jī)（1LA8，1LA4，1PQ8）伺服電機(jī)（1PH，1PM，1FT，1FK，1FS）西門子保內(nèi)全新原裝產(chǎn)品‘質(zhì)保一年。一年內(nèi)因產(chǎn)品質(zhì)量問題免費(fèi)更換新產(chǎn)品；不收取任何費(fèi)。
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PLC 控制伺服電機(jī)應(yīng)用實(shí)例，寫出組成整個(gè)系統(tǒng)的 PLC 模塊及外圍器件，并附相關(guān)程序。
PLC 品牌不限。
以松下 FP1 系列 PLC 和 A4 系列伺服驅(qū)動(dòng)為例，編制控制伺服電機(jī)定長(zhǎng)正、反旋轉(zhuǎn)的 PLC 程序并設(shè)計(jì)外 圍接線圖，此方案不采用松下的位置控制模塊 FPG--PP11 等，而是用晶體管輸出式的 PLC，讓 其特定輸出點(diǎn)給出位置指令脈沖串，直接發(fā)送到伺服輸入端，此時(shí)松下 A4 伺服工作在位置模式。
在 PLC 程序中設(shè)定伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度，單位為（rpm），設(shè)伺服電機(jī)設(shè)定為 1000 個(gè)脈沖轉(zhuǎn)一圈。
PLC 輸出脈沖頻 率=（速度設(shè)定值/6）*100（HZ）。
假設(shè)該伺服系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)直線定位精度為± 0.1mm，伺服電機(jī)每轉(zhuǎn)一圈滾 珠絲杠副移動(dòng) 10mm，伺服電機(jī)轉(zhuǎn)一圈需要的脈沖數(shù)為 1000，故該系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量或者說驅(qū)動(dòng)分辨率為 0.01mm(一個(gè)絲)；PLC 輸出脈沖數(shù)=長(zhǎng)度設(shè)定值*10。
以上的結(jié)論是在伺服電機(jī)參數(shù)設(shè)定完的基礎(chǔ)上得出的。
也就是說，在計(jì)算 PLC 發(fā)出脈沖頻率與脈沖前，先 根據(jù)機(jī)械條件，綜合考慮精度與速度要求設(shè)定好伺服電機(jī)的電子齒比！大致過程如下： 機(jī)械機(jī)構(gòu)確定后，伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈的行走長(zhǎng)度已經(jīng)固定（如上面所說的 10mm），設(shè)計(jì)要求的定位精度 為 0.1mm(10 個(gè)絲)。
為了保證此精度，一般情況下是讓一個(gè)脈沖的行走長(zhǎng)度低于 0.1mm，如設(shè)定一個(gè)脈沖 的行走長(zhǎng)度為如上所述的 0.01mm， 于是電機(jī)轉(zhuǎn)一圈所需要脈沖數(shù)即為 1000 個(gè)脈沖。
此種設(shè)定當(dāng)電機(jī)速度 要求為 1200 轉(zhuǎn)/分時(shí)， PLC 應(yīng)該發(fā)出的脈沖頻率為 20K。
松下 FP1---40T 的 PLC 的 CPU 本體可以發(fā)脈沖 頻率為 50KHz，完全可以滿足要求。
如果電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈為 100mm，設(shè)定一個(gè)脈沖行走仍然是 0.01mm，電機(jī)轉(zhuǎn)一圈所需要脈沖數(shù)即為 10000 個(gè)脈沖，電機(jī)速度為 1200 轉(zhuǎn)時(shí)所需要脈沖頻率就是 200K。
PLC 的 CPU 輸出點(diǎn)工作頻率就不夠了。
需要 位置控制專用模塊等方式。
有了以上頻率與脈沖數(shù)的算法就只需應(yīng)用 PLC 的相應(yīng)脈沖指令發(fā)出脈沖即可實(shí)現(xiàn)控制了。
假設(shè)使用松下 A4 伺服，其工作在位置模式，伺服電機(jī)參數(shù)設(shè)置與接線方式如下： 一、按照伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器說明書上的“位置控制模式控制信號(hào)接線圖”接線： pin3(PULS1)，pin4(PULS2)為脈沖信號(hào)端子，PULS1 連接直流電源正極(24V 電源需串連 2K 左右的電 阻),PULS2 連接控制器(如 PLC 的輸出端子)。
pin5(SIGN1)，pin6(SIGN2)為控制方向信號(hào)端子，SIGN1 連接直流電源正極(24V 電源需串連 2K 左右 的電阻)，SIGN2 連接控制器(如 PLC 的輸出端子)。
當(dāng)此端子接收信號(hào)變化時(shí)，伺服電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向改變。
實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)方向由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的 P41，P42 這兩個(gè)參數(shù)控制，pin7(com+)與外接 24V 直流電源的正極相 連。
pin29(SRV-0N)， 伺服使能信號(hào)， 此端子與外接 24V 直流電源的負(fù)極相連， 則伺服電機(jī)進(jìn)入使能狀態(tài)， 通俗地講就是伺服電機(jī)已經(jīng)準(zhǔn)備好，接收脈沖即可以運(yùn)轉(zhuǎn)。
上面所述的六根線連接完畢(電源、編碼器、電機(jī)線當(dāng)然不能忘)，伺服電機(jī)即可根據(jù)控制器發(fā)出的脈沖 與方向信號(hào)運(yùn)轉(zhuǎn)。
其他的信號(hào)端子，如伺服報(bào)警、偏差計(jì)數(shù)清零、定位完成等可根據(jù)您的要求接入控制器 構(gòu)成更完善的控制系統(tǒng)。
二、設(shè)置伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)。
1、Pr02----控制模式選擇，設(shè)定 Pr02 參數(shù)為 0 或是 3 或是 4。
3 與 4 的區(qū)別在于當(dāng) 32(C-MODE)端子為 短路時(shí)，控制模式相應(yīng)變?yōu)樗俣饶Ｊ交蚴寝D(zhuǎn)矩模式，而設(shè)為 0，則只為位置控制模式。
如果您只要求位置 控制的話，Pr02 設(shè)定為 0 或是 3 或是 4 是一樣的。
2、Pr10，Pr11,Pr12----增益與積分調(diào)整，在運(yùn)行中根據(jù)伺服電機(jī)的運(yùn)行情況相應(yīng)調(diào)整,達(dá)到伺服電機(jī)運(yùn) 行平穩(wěn)。
當(dāng)然其他的參數(shù)也需要調(diào)整(Pr13，Pr14,Pr15,Pr16，Pr20 也是很重要的參數(shù))，在您不太熟悉前 只調(diào)整這三個(gè)參數(shù)也可以滿足基本的要求. 。
3、 Pr40----指令脈沖輸入選擇， 默認(rèn)為光耦輸入(設(shè)為 0)即可。
也就是選擇 3(PULS1)， 4(PULS2)， 5(SIGN1)， 6(SIGN2)這四個(gè)端子輸入脈沖與方向信號(hào)。
4、Pr41，Pr42----簡(jiǎn)單地說就是控制伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向。
Pr41 設(shè)為 0 時(shí)，Pr42 設(shè)為 3,則 5(SIGN1)， 6(SIGN2)導(dǎo)通時(shí)為正方向(CCW)， 反之為反方向(CW)。
Pr41 設(shè)為 1 時(shí)， Pr42 設(shè)為 3,則 5(SIGN1)， 6(SIGN2) 斷開時(shí)為正方向(CCW)，反之為反方向(CW)，正、反方向是相對(duì)的，看您如何定義了，正確的說法應(yīng)該為 CCW，CW 。
5、Pr48、Pr4A、Pr4B----電子齒比設(shè)定。
此為重要參數(shù)，其作用就是控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度與控制器發(fā) 送一個(gè)脈沖時(shí)電機(jī)的行走長(zhǎng)度。
其公式為： 伺服電機(jī)每轉(zhuǎn)一圈所需的脈沖數(shù)=編碼器分辨率 × Pr4B／(Pr48 × 2^Pr4A) 伺服電機(jī)所配編碼器如果為：2500p/r 5 線制增量式編碼器，則編碼器分辨率為 10000p/r
如您連接伺服電機(jī)軸的絲桿間距為 20mm，您要做到控制器發(fā)送一個(gè)脈沖伺服電機(jī)行走長(zhǎng)度為一個(gè)絲 (0.01mm)。
計(jì)算得知：伺服電機(jī)轉(zhuǎn)一圈需要 2000 個(gè)脈沖(每轉(zhuǎn)一圈所需脈沖確定了，脈沖頻率與伺服電機(jī) 的速度的關(guān)系也就確定了) 。
三個(gè)參數(shù)可以設(shè)定為： Pr4A=0， Pr48=10000， Pr4B=2000， 約分一下則為： Pr4A=0， Pr48=100， Pr4B=20。
從上面的敘述可知：設(shè)定 Pr48、Pr4A、Pr4B 這三個(gè)參數(shù)是根據(jù)我們控制器所能發(fā)送的脈沖頻率與 工藝所要求的精度。
在控制器的發(fā)送脈沖頻率確定后，工藝精度要求越高，則伺服電機(jī)能達(dá)到的 速度越低。
松下 FP1---40 T 型 PLC 的程序梯型圖如下：
S7—200 PLC 在數(shù)字伺服電機(jī)控制中的應(yīng)用 首先了解 plc 如何控制伺服電機(jī) 1、電機(jī)的連線及控制 本應(yīng)用實(shí)例選擇的是位置控制模式，脈沖輸入方式有集電極開路方式和差動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式兩種，為了方便 的實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)兩部電機(jī)的控制，采用差動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式。
與 PLC 的接線圖如圖所示。
PLC 與伺服放大器接線圖 圖中 L+為公共 PLC 端子，接 24VDC 正端，通過控制內(nèi)部晶體管的開關(guān)使得輸出 Q 呈現(xiàn)不同的電平信號(hào) 或發(fā)出脈沖信號(hào)。
L+一 PG—P lM—L+為脈沖輸入回路，PLC 控制該回路中的發(fā)光二極管的亮滅，形成脈 沖編碼輸入。
L+一 NG—NP 一 1M— L+為電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向控制回路，當(dāng)該回路的發(fā)光二極管點(diǎn)亮?xí)r，電機(jī)正 轉(zhuǎn)，否則反轉(zhuǎn)。
由于伺服放大器內(nèi)部電阻只有 100 歐，為 了防止電流過大燒壞內(nèi)部的發(fā)光二極管，需要外接電阻 R，其阻值的計(jì)算如下： 根據(jù)公式(1)，可以選擇 R=3．9KO 2、電子齒比 數(shù)字交流伺服系統(tǒng)具有位置控制的功能，可通過上位控制器發(fā)出位置指令脈沖。
而伺服系統(tǒng)的位置反饋脈 沖當(dāng)量由編碼器的分辨率及電機(jī)每轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)的機(jī)械位移量等決定。
當(dāng)指令脈沖當(dāng)量與位置反饋脈沖當(dāng)量二者 不一致時(shí)，就需要使用電子齒使二者匹配。
使用了電子齒功能，就可以任意決定一個(gè)輸入脈沖所相當(dāng) 的電機(jī)位移量。
具有電子齒功能的伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 3 所示。
若機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的螺距為 w，指令脈沖當(dāng) 量為△L，編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)為 P，又考慮到一般電機(jī)軸與傳動(dòng)絲杠為直接相連，則位置反饋脈沖當(dāng)量△ =W ／4P。
具有電子齒功能的伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 由于脈沖當(dāng)量與反饋脈沖當(dāng)量不一定相等，就需要使用電子齒比來建立兩者的關(guān)系。
具體計(jì)算公式為： AL=3M ×CMX / CDV 。
因此根據(jù)一個(gè)指令脈沖的位置當(dāng)量和反饋脈沖的位置當(dāng)量，就可以確定具體的電子齒比。
三菱該系列 伺服電機(jī)的電子齒比的設(shè)定范圍 對(duì)于輸入的脈沖，可以乘上其中任意倍率使機(jī)械運(yùn)行。
下面是 plc 控制私服的具體應(yīng)用 3、PI C 控制原理及控制模型 本例采用了西門子 s7．200 系列 CPU226 作為主控制器。
它是 s7．200 系列中的 PLC，本機(jī)自 帶 24 個(gè)數(shù)字輸人口、l6 個(gè)數(shù)字輸出口及兩個(gè) RS-422／485 串行通訊口，多可擴(kuò)展 7 個(gè)應(yīng)用模塊 j。
實(shí) 際項(xiàng)目中， 通過擴(kuò)展 EM231 模擬量輸入模塊來采集電壓信號(hào)， 輸入的模擬信號(hào)可在 0～10V± 5V、 0～20mA 等多種信號(hào)輸入方式中選擇。
終，PLC 根據(jù)輸入電壓信號(hào)的大小控制脈沖發(fā)送周期的長(zhǎng)短，從而達(dá)到控 制伺服電機(jī)速度的目的。
3.1 高速數(shù)字脈沖輸出 西門子 s7．200 系列 AC／DC／DC(交流供電，直流 I/O)類型 PLC 上集成了兩個(gè)高速脈沖輸出口，兩 個(gè)高速脈沖輸出口分別 通過 Qo．0、Qo．1 兩個(gè)輸出端子輸出，輸出時(shí)可選擇 PWM(脈寬調(diào)制)和 PIO(脈沖串)方式。
PIO 方式每 次只能發(fā)出固定脈沖，脈沖開始發(fā)送后直到發(fā)送完畢才能開始新的脈沖串；PWM 方式相對(duì)靈活，在脈沖 發(fā)送期間可隨時(shí)改變脈沖周期及寬度，其中脈沖周期可以選擇微秒級(jí)或毫秒級(jí)。
3.2 PID 功能特性 該系列 PLC 可以通過 PID 回路指令來進(jìn)行 PID 運(yùn)算，在一個(gè)程序中多可以用 8 條 PID 指令，既 多可同時(shí)實(shí)現(xiàn) 8 個(gè) PID 控制算法。
在實(shí)際程序設(shè)計(jì)中，可用 STEP 7-Micro／Win 32 中的 PID 向?qū)С绦騺硗瓿梢粋€(gè)閉環(huán)控制過程 的 PID 算法，從而提高 程序設(shè)計(jì)效率。
3.3 控制模型 控制模型方框圖如下圖所示， 其中 Uset 為極間電壓給定值(此時(shí)產(chǎn)氣狀態(tài))， 為極間電壓采樣值， Uf Vout 為伺服電機(jī) 運(yùn)轉(zhuǎn)速度。
通過對(duì)電弧電壓采樣值與弧間電壓給定值的比較并經(jīng)過 PLC 的 PID 調(diào)節(jié)回路控制， 可以得出用 于控制伺服電機(jī)旋 轉(zhuǎn)的脈沖發(fā)送周期 T，從而使伺服電機(jī)的送棒速度不停的得到調(diào)整，這樣就達(dá)到了控制兩極間距的目的。
保證了兩極間距的 相對(duì)穩(wěn)定，也就保證了極間電壓的穩(wěn)定性。
PID 調(diào)節(jié)控制原理框圖 根據(jù)極間距對(duì)極間電壓的影響，可以設(shè)定 PLC 的 PID 調(diào)節(jié)回路調(diào)整策略如下： Uset—uf<0，T 減?。?Uset—uf>0，T 增大。
通過上述控制方法，能夠比較精確的實(shí)現(xiàn)對(duì) UF 的控制。
西門子伺服電機(jī)有哪幾種？有防爆電機(jī)嗎？ 本期給大家簡(jiǎn)單介紹一下西門子伺服電機(jī)的分類和應(yīng) 用。
1. 西門子伺服電機(jī)有哪幾種呢？1FK7 系列： 1FK7 電 機(jī)是緊湊型永磁同步電機(jī)。
1FK7 電機(jī)具有多種選件、減速 裝置和編碼器及廣泛的產(chǎn)品范圍，能夠很好地用以替代任何 應(yīng)用，因此能夠滿足先進(jìn)機(jī)械設(shè)備不斷提升的要求。
1FT7 系列： 1FT7 電機(jī)可滿足動(dòng)態(tài)性能、轉(zhuǎn)速設(shè)定范圍、 軸和法蘭精度這些方面的苛刻要求。
此系列電機(jī)配備了為 先進(jìn)的編碼器技術(shù)，并針對(duì)完全數(shù)字化驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)上的 運(yùn)行進(jìn)行了優(yōu)化。
伺服電機(jī) 1PH8 系列產(chǎn)品： SIMOTICS M-1PH8 系列電機(jī)是 新一代電機(jī)，可廣泛應(yīng)用于各種運(yùn)動(dòng)控制設(shè)備和機(jī)械。
該系 列電機(jī)基于靈活的模塊式原理，分為異步電機(jī)和緊湊型同步 電機(jī)，既可采用強(qiáng)制風(fēng)冷也可采用水冷。
該系列電機(jī)擁有強(qiáng) 大的擴(kuò)展能力，例如，可以通過不同的軸承方案擴(kuò)展應(yīng)用的 范圍。
在 SINAMICS S120 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上，用戶可以自由選擇采用矢 量控制還是伺服控制，相應(yīng)地，使用 1PH8 電機(jī)系列時(shí)，用 戶可以選擇采用異步電機(jī)還是同步電機(jī)。
現(xiàn)在，通過變頻器 和電機(jī)之間這種靈活的協(xié)調(diào)工作，可以更為輕松地應(yīng)對(duì)極端 的工作周期、短暫的控制上升時(shí)間以及轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和定位方
面的高精度任務(wù)。
2. 有抗化學(xué)腐蝕性能較高的伺服電機(jī)嗎？SIMOTICS S 1FT7 和 1FK7 (第二代)伺服電機(jī)了抗化學(xué)腐蝕性能較 高的型號(hào)。
通過新選件 N16(根據(jù) DIN EN ISO 4628-1 進(jìn)行 測(cè)試)，某些訂貨號(hào)的等級(jí)可達(dá)到此性能。
例如，這些型號(hào)電 機(jī)的典型應(yīng)用為食品生產(chǎn)系統(tǒng)。
應(yīng)用說明： 帶有選件 N16 的電機(jī)適合在對(duì)電機(jī)漆層的保護(hù)性能有著較 高要求的所有領(lǐng)域中使用。
這些要求可能包括抗酸(如磷酸)、 抗浸洗(如活性氯)、 抗消毒劑(如雙氧水和過乙酸)、 抗鹽水等。
漆層系統(tǒng) PSPremium 已在 1.5–13 的 pH 范圍內(nèi)， 使用各 種工業(yè)用清洗劑進(jìn)行了測(cè)試。
3. SIMOTICS S-1FK7 可以用在環(huán)境中嗎？1FK7 第二代 產(chǎn)品，適用于危險(xiǎn)區(qū)域 Zone 2/22 ，需訂購(gòu)選項(xiàng) M03 和 M39 (1) 在含有易爆氣體的區(qū)域內(nèi)使用：選項(xiàng) M03 在訂購(gòu)選項(xiàng) M03 并滿足特定使用條件時(shí)， 第二代 1FK7 電 機(jī)適合在含有易爆氣體的區(qū)域 (組別 II、類別 3G (Zone 2)， 溫度組別 T1 至 T3) 中使用，并符合歐盟指令 94/9/EC 的 規(guī)定。
電機(jī)上的標(biāo)識(shí)： EEx II 3 G Ex nA IIB T3 Gc -15°C ≤ Ta ≤ +40°C
(2) 在含有易爆粉塵的區(qū)域內(nèi)使用：選項(xiàng) M39 在訂購(gòu)選項(xiàng) M39 并滿足特定使用條件時(shí)， 第二代 1FK7 電 機(jī)適合在含有易爆粉塵的區(qū)域 (組別 II、 類別 3D (Zone 22)， 表面溫度 160°C) 中使用，并符合歐盟指令 94/9/EC 的規(guī)定。
電機(jī)上的標(biāo)識(shí)：EEx II 3 D Ex tc IIIB -15°C ≤ +40°C 帶有選項(xiàng) M03 和 M39 的電機(jī)在與其它選件和電機(jī)型號(hào)進(jìn) 行組合的能力方面有一定限制。
只允許使用以下編碼器： 另外，只能與以下選件結(jié)合使用：B02 (驗(yàn)收測(cè)試證書) N05 (備選軸伸) P90、P98 (數(shù)量包裝) Q31 (金屬銘牌) Xxx (特殊顏色)Y84 (銘牌上標(biāo)明客戶數(shù)據(jù)) T160°C Dc IP64
德國(guó)制造是全球所有認(rèn)可的，而西門子作為德國(guó)企業(yè)的的代表之一，其質(zhì)量是毋庸置疑的?？蛻舻目诒沁x擇西門子系統(tǒng)的有力佐證：西門子伺服系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)定位和精確的運(yùn)動(dòng)控制序列，而豐富的西門子伺服電機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊，可實(shí)現(xiàn)卓越的動(dòng)態(tài)特性和運(yùn)行效率。
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一、西門子伺服電機(jī)分為交流伺服和直流伺服兩大類
交流伺服電機(jī)的基本構(gòu)造與交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（異步電機(jī)）相似。在定子上有兩個(gè)相空間位移90°電角度的勵(lì)磁繞組Wf和控制繞組WcoWf，接恒定交流電壓，利用施加到Wc上的交流電壓或相位的變化，達(dá)到控制電機(jī)運(yùn)行的目的。交流伺服電機(jī)具有運(yùn)行穩(wěn)定、可控性好、響應(yīng)快速、靈敏度高以及機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性的非線性度指標(biāo)嚴(yán)格（要求分別小于10％～15％和小于15％～25％）等特點(diǎn)。
直流伺服電機(jī)基本構(gòu)造與一般直流電動(dòng)機(jī)相似。電機(jī)轉(zhuǎn)速n＝E／K1j＝（Ua－IaRa）／K1j，式中E為電樞反電動(dòng)勢(shì)，K為常數(shù)，j為每極磁通，Ua、Ia為電樞電壓和電樞電流，Ra為電樞電阻，改變Ua或改變?chǔ)?，均可控制直流伺服電?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，但一般采用控制電樞電壓的方法，在永磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)中，勵(lì)磁繞組被磁鐵所取代，磁通φ恒定。直流伺服電動(dòng)機(jī)具有良好的線性調(diào)節(jié)特性及快速的時(shí)間響應(yīng)。
二、西門子直流伺服電機(jī)和西門子交流伺服電機(jī)和優(yōu)缺點(diǎn)
1）直流伺服電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：速度控制精確，轉(zhuǎn)矩速度特性很硬，控制原理簡(jiǎn)單，使用方便，價(jià)格便宜。
缺點(diǎn)：電刷換向，速度限制，附加阻力，產(chǎn)生磨損微粒（無塵易爆環(huán)境不宜）
2）交流伺服電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：速度控制特性良好，在整個(gè)速度區(qū)內(nèi)可實(shí)現(xiàn)平滑控制，幾乎無振蕩，90%以上的高效率，發(fā)熱少，高速控制，高精確度位置控制（取決于編碼器精度），額定運(yùn)行區(qū)域內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)恒力矩，慣量低，低噪音，無電刷磨損，免維護(hù)（適用于無塵、易爆環(huán)境）
缺點(diǎn)：控制較復(fù)雜，驅(qū)動(dòng)器參數(shù)需要現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整PID參數(shù)確定，需要更多的連線。
三、西門子伺服電機(jī)原理
交流伺服電動(dòng)機(jī)
交流伺服電動(dòng)機(jī)定子的構(gòu)造基本上與電容分相式單相異步電動(dòng)機(jī)相似。其定子上裝有兩個(gè)位置互差90°的繞組，一個(gè)是勵(lì)磁繞組Rf，它始終接在交流電壓Uf上；另一個(gè)是控制繞組L，聯(lián)接控制信號(hào)電壓Uc。所以交流伺服電動(dòng)機(jī)又稱兩個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)。
交流伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子通常做成鼠籠式，但為了使伺服電動(dòng)機(jī)具有較寬的調(diào)速范圍、線性的機(jī)械特性，無“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象和快速響應(yīng)的性能，它與普通電動(dòng)機(jī)相比，應(yīng)具有轉(zhuǎn)子電阻大和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小這兩個(gè)特點(diǎn)。目前應(yīng)用較多的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有兩種形式：一種是采用高電阻率的導(dǎo)電材料做成的高電阻率導(dǎo)條的鼠籠轉(zhuǎn)子，為了減小轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，轉(zhuǎn)子做得細(xì)長(zhǎng)；另一種是采用鋁合金制成的空心杯形轉(zhuǎn)子，杯壁僅0.2-0.3mm，空心杯形轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小，反應(yīng)迅速，而且運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，因此被廣泛采用。
交流伺服電動(dòng)機(jī)在沒有控制電壓時(shí)，定子內(nèi)只有勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的脈動(dòng)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng)。當(dāng)有控制電壓時(shí)，定子內(nèi)便產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向旋轉(zhuǎn)，在負(fù)載恒定的情況下，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速隨控制電壓的大小而變化，當(dāng)控制電壓的相位相反時(shí)，伺服電動(dòng)機(jī)將反轉(zhuǎn)。
交流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理與電容運(yùn)轉(zhuǎn)式單相異步電動(dòng)機(jī)雖然相似，但前者的轉(zhuǎn)子電阻比后者大得多，所以伺服電動(dòng)機(jī)與電容運(yùn)轉(zhuǎn)式異步電動(dòng)機(jī)相比，有三個(gè)顯著特點(diǎn)：
l起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大：由于轉(zhuǎn)子電阻大，使轉(zhuǎn)矩特性（機(jī)械特性）更接近于線性，而且具有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。因此，當(dāng)定子一有控制電壓，轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動(dòng)，即具有起動(dòng)快、靈敏度高的特點(diǎn)。
l運(yùn)行范圍寬：運(yùn)行平穩(wěn)、噪音小。
l無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象：運(yùn)轉(zhuǎn)中的伺服電動(dòng)機(jī)，只要失去控制電壓，電機(jī)立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
1、交流伺服電機(jī)
（1）籠型兩相交流伺服電機(jī)（細(xì)長(zhǎng)籠型轉(zhuǎn)子、機(jī)械特性近似線性、體積和勵(lì)磁電流小、小功率伺服、低速運(yùn)轉(zhuǎn)不夠平滑）
（2）非磁性杯型轉(zhuǎn)子兩相交流伺服電機(jī)（空心杯轉(zhuǎn)子、機(jī)械特性近似線性、體積和勵(lì)磁電流較大、小功率伺服、低速運(yùn)轉(zhuǎn)平滑）
（3）鐵磁杯型轉(zhuǎn)子兩相交流伺服電機(jī)（鐵磁材料杯型轉(zhuǎn)子、機(jī)械特性近似線性、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大、齒槽效應(yīng)小、運(yùn)行平穩(wěn)）
（4）同步型永磁交流伺服電機(jī)（由永磁同步電機(jī)、測(cè)速機(jī)及位置檢測(cè)元件同軸一體機(jī)組，定子為3相或2相，磁性材料轉(zhuǎn)子，必須配驅(qū)動(dòng)器；調(diào)速范圍寬、機(jī)械特性由恒轉(zhuǎn)矩區(qū)和恒功率區(qū)組成，可連續(xù)堵轉(zhuǎn)，快速相應(yīng)性能好，輸出功率大，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)?。挥蟹讲?qū)動(dòng)和正弦波驅(qū)動(dòng)兩種方式，控制性能好，為機(jī)電一體化產(chǎn)品）
（5）異步型三相交流伺服電機(jī)（轉(zhuǎn)子與籠型異步電機(jī)相似，必須配驅(qū)動(dòng)器，采用矢量控制，擴(kuò)大了恒功率調(diào)速范圍，多用于機(jī)床主軸調(diào)速系統(tǒng)）
2、直流伺服電機(jī)
（1）印制繞組直流伺服電機(jī)（盤形轉(zhuǎn)子、盤形定子軸向粘接柱狀磁鋼，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，無齒槽效應(yīng)，無飽和效應(yīng)，輸出轉(zhuǎn)矩大）
（2）線繞盤式直流伺服電機(jī)（盤形轉(zhuǎn)子、定子軸向粘接柱狀磁鋼，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，控制性能優(yōu)于其他直流伺服電機(jī)，效率高，輸出轉(zhuǎn)矩大）
（3）杯型電樞永磁直流電機(jī)（空心杯轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，適用于增量運(yùn)動(dòng)伺服系統(tǒng)）
（4）無刷直流伺服電機(jī)（定子為多相繞組，轉(zhuǎn)子為永磁式，帶轉(zhuǎn)子位置傳感器，無火花干擾，壽命長(zhǎng)，噪聲低）
3、力矩電機(jī)
（1）直流力矩電機(jī)（扁平結(jié)構(gòu)，極數(shù)槽數(shù)換向片數(shù)串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)多；輸出轉(zhuǎn)矩大，低速或堵轉(zhuǎn)下可連續(xù)工作，機(jī)械和調(diào)節(jié)特性好，機(jī)電時(shí)間常數(shù)?。?/strong>
（2）無刷直流力矩電機(jī)（與無刷直流伺服電機(jī)結(jié)構(gòu)相似，但為扁平狀，極數(shù)槽數(shù)串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)多；輸出轉(zhuǎn)矩大，機(jī)械和調(diào)節(jié)特性好，壽命長(zhǎng)，無火花，噪聲低）
（3）籠型交流力矩電機(jī)（籠型轉(zhuǎn)子，扁平結(jié)構(gòu)，極數(shù)槽數(shù)多，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，機(jī)電時(shí)間常數(shù)小，可長(zhǎng)期堵轉(zhuǎn)運(yùn)行，機(jī)械特性較軟）
（4）實(shí)心轉(zhuǎn)子交流力矩電機(jī)（鐵磁材料實(shí)心轉(zhuǎn)子，扁平結(jié)構(gòu)，極數(shù)槽數(shù)多，可長(zhǎng)期堵轉(zhuǎn)，運(yùn)行平滑，機(jī)械特性較軟）
4、步進(jìn)電機(jī)
（1）反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)（定轉(zhuǎn)子均由硅鋼片疊成，轉(zhuǎn)子鐵心上無繞組，定子上有控制繞組；步距角小，啟動(dòng)與運(yùn)行頻率較高，步距角精度較低，無自鎖力矩）
（2）永磁步進(jìn)電機(jī)（永磁式轉(zhuǎn)子，徑向磁化極性；步距角大，啟動(dòng)與運(yùn)行頻率低，有保持轉(zhuǎn)矩，消耗功率比反應(yīng)式小，但須供正、負(fù)脈沖電流）
（3）混合式步進(jìn)電機(jī)（永磁式轉(zhuǎn)子，軸向磁化極性；步距角精度高，有保持轉(zhuǎn)矩，輸入電流小，兼有反應(yīng)式和永磁式兩者的優(yōu)點(diǎn)）
5、開關(guān)磁阻電機(jī)
（定轉(zhuǎn)子均由硅鋼片疊成，都為凸極式，與極數(shù)相接近的大步距反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)相似，帶有轉(zhuǎn)子位置傳感器，轉(zhuǎn)矩方向與電流方向無關(guān)，調(diào)速范圍小，噪聲大，機(jī)械特性由恒轉(zhuǎn)矩區(qū)、恒功率區(qū)、串勵(lì)特性區(qū)三部分組成）
交流伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)子通常做成鼠籠式，但為了使伺服電動(dòng)機(jī)具有較寬的調(diào)速范圍、線性的機(jī)械特性，無“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象和快速響應(yīng)的性能，它與普通電動(dòng)機(jī)相比，應(yīng)具有轉(zhuǎn)子電阻大和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小這兩個(gè)特點(diǎn)。
SIEMENS伺服電機(jī)的性能比較
SIEMENS伺服電機(jī)電機(jī)作為一種開環(huán)控制的系統(tǒng)，和現(xiàn)代數(shù)字控制技術(shù)有著本質(zhì)的。在目前國(guó)內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)中，步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用十分廣泛。隨著全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn)，交流伺服電機(jī)也越來越多地應(yīng)用于數(shù)字控制系統(tǒng)中。為了適應(yīng)數(shù)字控制的發(fā)展趨勢(shì)，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中大多采用步進(jìn)電機(jī)或全數(shù)字式交流伺服電機(jī)作為執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。雖然兩者在控制方式上相似（脈沖串和方向信號(hào)），但在使用性能和應(yīng)用場(chǎng)合上存在著較大的差異。現(xiàn)就二者的使用性能作一比較。 一、控制精度不同 兩相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為 1.8°、0.9°，五相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為0.72 °、0.36°。也有一些高性能的步進(jìn)電機(jī)通過細(xì)分后步距角更小。如三洋公司（SANYO DENKI）生產(chǎn)的二相混合式步進(jìn)電機(jī)其步距角可通過撥碼開關(guān)設(shè)置為1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°，兼容了兩相和五相混合式步進(jìn)電機(jī)的步距角。 交流伺服電機(jī)的控制精度由電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。以三洋全數(shù)字式交流伺服電機(jī)為例，對(duì)于帶標(biāo)準(zhǔn)2000線編碼器的電機(jī)而言，由于驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部采用了四倍頻技術(shù)，其脈沖當(dāng)量為360°/8000=0.045°。對(duì)于帶17位編碼器的電機(jī)而言，驅(qū)動(dòng)器每接收131072個(gè)脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)一圈，即其脈沖當(dāng)量為360°/131072=0.0027466°，是步距角為1.8°的步進(jìn)電機(jī)的脈沖當(dāng)量的1/655。 二、低頻特性不同 步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)易出現(xiàn)低頻振動(dòng)現(xiàn)象。振動(dòng)頻率與負(fù)載情況和驅(qū)動(dòng)器性能有關(guān)，一般認(rèn)為振動(dòng)頻率為電機(jī)空載起跳頻率的一半。這種由步進(jìn)電機(jī)的工作原理所決定的低頻振動(dòng)現(xiàn)象對(duì)于機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)非常不利。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)工作在低速時(shí)，一般應(yīng)采用阻尼技術(shù)來克服低頻振動(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。 交流伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使在低速時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能，可涵蓋機(jī)械的剛性不足，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機(jī)能（FFT），可檢測(cè)出機(jī)械的共振點(diǎn)，便于系統(tǒng)調(diào)整。 三、矩頻特性不同 步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)急劇下降，所以其zui高工作轉(zhuǎn)速一般在300～600RPM。交流伺服電機(jī)為恒力矩輸出，即在其額定轉(zhuǎn)速（一般為2000RPM或3000RPM）以內(nèi)，都能輸出額定轉(zhuǎn)矩，在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出。 四、過載能力不同 步進(jìn)電機(jī)一般不具有過載能力。交流伺服電機(jī)具有較強(qiáng)的過載能力。以山洋交流伺服系統(tǒng)為例，它具有速度過載和轉(zhuǎn)矩過載能力。其zui大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的二到三倍，可用于克服慣性負(fù)載在啟動(dòng)瞬間的慣性力矩。步進(jìn)電機(jī)因?yàn)闆]有這種過載能力，在選型時(shí)為了克服這種慣性力矩，往往需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電機(jī)，而機(jī)器在正常工作期間又不需要那么大的轉(zhuǎn)矩，便出現(xiàn)了力矩浪費(fèi)的現(xiàn)象。 五、運(yùn)行性能不同 步進(jìn)電機(jī)的控制為開環(huán)控制，啟動(dòng)頻率過高或負(fù)載過大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，停止時(shí)轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象，所以為保證其控制精度，應(yīng)處理好升、降速問題。交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為閉環(huán)控制，驅(qū)動(dòng)器可直接對(duì)電機(jī)編碼器反饋信號(hào)進(jìn)行采樣，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會(huì)出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的丟步或過沖的現(xiàn)象，控制性能更為可靠。 六、速度響應(yīng)性能不同 步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速（一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn)）需要200～400毫秒。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好，以山洋400W交流伺服電機(jī)為例，從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速3000RPM僅需幾毫秒，可用于要求快速啟停的控制場(chǎng)合。 綜上所述，交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進(jìn)電機(jī)。但在一些要求不高的場(chǎng)合也經(jīng)常用步進(jìn)電機(jī)來做執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。所以，在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素，選用適當(dāng)?shù)目刂齐姍C(jī)。
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