伺服驅(qū)動(dòng)器是用來(lái)控制伺服電機(jī)的一種控制器，伺服驅(qū)動(dòng)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，那我們?cè)趺催x擇伺服驅(qū)動(dòng)器呢？下面富士伺服教你怎樣選擇伺服驅(qū)動(dòng)器.

目前主流的伺服驅(qū)動(dòng)器均采用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)作為控制核心，可以實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的控制算法，事項(xiàng)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模塊(IPM)為核心設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)電路,IPM內(nèi)部集成了驅(qū)動(dòng)電路,同時(shí)具有過(guò)電壓、過(guò)電流、過(guò)熱、欠壓等故障檢測(cè)保護(hù)電路,在主回路中還加入軟啟動(dòng)電路,以減小啟動(dòng)過(guò)程對(duì)驅(qū)動(dòng)器的沖擊；功率驅(qū)動(dòng)單元首先通過(guò)三相全橋整流電路對(duì)輸入的三相電或者市電進(jìn)行整流，得到相應(yīng)的直流電。經(jīng)過(guò)整流好的三相電或市電，再通過(guò)三相正弦PWM電壓型逆變器變頻來(lái)驅(qū)動(dòng)三相永磁式同步交流伺服電機(jī)。功率驅(qū)動(dòng)單元的整個(gè)過(guò)程可以簡(jiǎn)單的說(shuō)就是AC-DC-AC的過(guò)程。整流單元(AC-DC)主要的拓?fù)潆娐肥侨嗳珮虿豢卣麟娐?。伺服?qū)動(dòng)器一般可以采用位置、速度和力矩三種控制方式，主要應(yīng)用于高精度的定位系統(tǒng)，目前是傳動(dòng)技術(shù)的高端。

富士伺服驅(qū)動(dòng)器特點(diǎn)

1.實(shí)現(xiàn)高速、高精度定位，1500Hz響應(yīng)頻率；
2.電機(jī)最高轉(zhuǎn)速速度可達(dá)6000r/min，符合IP67；
3.高分辨率編碼器18位ABS/INC 262,144脈沖，20位 INC 1,048,576脈沖；
4.在維持高性能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)更高的性?xún)r(jià)比；
5.以升級(jí)的自動(dòng)調(diào)諧、強(qiáng)勁性能實(shí)現(xiàn)史無(wú)前例的便捷調(diào)整，對(duì)低剛性的裝置也可進(jìn)行最適當(dāng)?shù)恼{(diào)諧；
6.即使機(jī)械經(jīng)多年變化或裝置存在不同的差異，也不發(fā)生震蕩而是實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的運(yùn)行；
7.具有2個(gè)自動(dòng)陷波器，設(shè)置頻率是10-4000Hz；
8.制振濾波器有4個(gè)，設(shè)置頻率1-300Hz；
9.具有內(nèi)部定位功能，可以通過(guò)Modbus-RTU的定位運(yùn)行（立即值數(shù)據(jù)）、Di/Do信號(hào)進(jìn)行定位運(yùn)行（定位數(shù)據(jù)15點(diǎn)）；

10.長(zhǎng)壽命設(shè)計(jì)、ABS電池簡(jiǎn)單交換、對(duì)應(yīng)CE標(biāo)志和UL/cUL、符合RoHS指令。

伺服驅(qū)動(dòng)器的規(guī)格與選擇

伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用非常廣泛，舉凡需要做速度控制、位置控制、軌跡控制、追蹤控制與同步運(yùn)轉(zhuǎn)控制等場(chǎng)合，都是它主要的應(yīng)用范圍。在不同的運(yùn)用場(chǎng)合雖然要求的特性規(guī)格與操作界面會(huì)有所不同，但其應(yīng)用方法與控制原理可說(shuō)是大同小異。本文將說(shuō)明直流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成，伺服系統(tǒng)要求規(guī)格，驅(qū)動(dòng)器的規(guī)格、型式、特性與工作原理，最后再介紹一些應(yīng)用實(shí)例。

伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)通常包含三個(gè)主要部份：伺服電動(dòng)機(jī)、速度回路驅(qū)動(dòng)器與位置回路控制器。伺服電機(jī)可根據(jù)應(yīng)用的需要而決定是否加裝轉(zhuǎn)速計(jì)(tachometer)、光編碼器(photo encoder)或剎車(chē)(braker)。一般商品化的伺服驅(qū)動(dòng)器即是指速度回路驅(qū)動(dòng)器，其中包含了功率放大器與速度回路控制器，并包含適當(dāng)?shù)膽?yīng)用界面電路，因而能夠根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合做適當(dāng)?shù)慕M合。位置控制器一般包含位置控制器與計(jì)算機(jī)或數(shù)字界面，亦包含一些較高層次的位置命令與參數(shù)調(diào)整等界面設(shè)定，通常為一可單獨(dú)銷(xiāo)售的產(chǎn)品。

直流伺服驅(qū)動(dòng)器的wave factor系指其輸 出電流的平均值與rms的比值，其越接近1越好，這表示其漣波電流越小，所造成的rms扭矩?fù)p也就越小，因此系統(tǒng)的效率也就越高。大多數(shù)的直流伺服驅(qū)動(dòng)器均為模擬電壓的轉(zhuǎn)速輸入命令，輸入命令電壓通常介于±10V，輸入阻抗通常為10KΩ。一般工業(yè)級(jí)伺服驅(qū)動(dòng)器的瞬時(shí)最大輸出電流約為其額定輸出電流的2～3倍，瞬時(shí)最大輸出電流直接關(guān)系到驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的加速能力、伺服剛性與頻寬，因此是重要的性能指針。在選定伺服驅(qū)動(dòng)器時(shí)，其速度控制范圍與速度調(diào)節(jié)(speed regulation)的能力亦是重要的考慮因素。速度控制范圍直接影響到低速與高速運(yùn)動(dòng)的能力，一般的伺服驅(qū)動(dòng)器其速控比(最高轉(zhuǎn)速/最低轉(zhuǎn)速)通常大于1000。速度調(diào)節(jié)主要是指在環(huán)境變動(dòng)或負(fù)載波動(dòng)下其維持定速的能力，定義的項(xiàng)目通常包含：負(fù)載變動(dòng)、電源電壓變動(dòng)與溫度變動(dòng)。反應(yīng)時(shí)間(response time)為瞬時(shí)響應(yīng)的重要指標(biāo)，0-1000 rpm的反應(yīng)時(shí)間為一般參考標(biāo)準(zhǔn)。

由于伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)大多應(yīng)用于高精密快速響應(yīng)的轉(zhuǎn)速或位置控制系統(tǒng)，因此其閉回路特性就相當(dāng)重要，表1的閉回路特性包含了：位置剛度、時(shí)的回路增益與最高轉(zhuǎn)速時(shí)的回路增益。

直流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特性

一個(gè)較完整的直流伺服驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，包括傳動(dòng)機(jī)械在內(nèi)，其控制方塊圖如圖6所示。中央的虛線(xiàn)部份為直流伺服電機(jī)的選型步驟大體如下：

1.需求分析;確定轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速精度或定位精度、安裝尺寸、是否需要閉環(huán)、成本;

2.選擇電機(jī):首先確定電機(jī)類(lèi)型;然后根據(jù)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、安裝尺寸選擇電機(jī);

3.選擇反饋元件:根據(jù)是否需要閉環(huán)，決定是否選用反饋元件，如編碼器、測(cè)速機(jī)、旋變等;根據(jù)轉(zhuǎn)速精度或定位精度選擇反饋元件的類(lèi)型及參數(shù)。

4.選擇驅(qū)動(dòng)器:根據(jù)電機(jī)功率，和以上綜合因素選擇驅(qū)動(dòng)器;選擇驅(qū)動(dòng)器時(shí)，不僅需考慮和電機(jī)的匹配，還需考 慮控制方式。選擇適合自己控制器的控制方式，也很重要。

主要視具體應(yīng)用情況而定，簡(jiǎn)單地說(shuō)要確定：負(fù)載的性質(zhì)(如水平還是垂直負(fù)載等)，轉(zhuǎn)矩、慣量、轉(zhuǎn)速、精度、加減速等要求，上位控制要求(如對(duì)端口界面和通訊方面的要求)，主要控制方式是位置、轉(zhuǎn)矩還是速度方式。供電電源是直流還是交流電源，或電池供電，電壓范圍。據(jù)此以確定電機(jī)和配用驅(qū)動(dòng)器或控制器的型號(hào)。

選擇合適的伺服電機(jī)系統(tǒng)需要知道的技術(shù)數(shù)據(jù)有

1.力矩范圍 中小力矩(一般在20Nm以下) 小中大，全范圍

2.速度范圍 低(一般在2000RPM以下，大力矩電機(jī)小于1000RPM) 高(可達(dá)5000RPM),直流伺服電機(jī)更可達(dá)1~2萬(wàn)轉(zhuǎn)/分

3.控制方式 主要是位置控制 多樣化智能化的控制方式，位置/轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩方式

4.平滑性 低速時(shí)有振動(dòng)(但用細(xì)分型驅(qū)動(dòng)器則可明顯改善) 好，運(yùn)行平滑

5.精度 一般較低，細(xì)分型驅(qū)動(dòng)時(shí)較高 高(具體要看反饋裝置的分辨率)

6.矩頻特性高速時(shí)，力矩下降快 力矩特性好，特性較硬

7.過(guò)載特性過(guò)載時(shí)會(huì)失步 可3~10倍過(guò)載(短時(shí))

8.反饋方式 大多數(shù)為開(kāi)環(huán)控制，也可接編碼器，防止失步 閉環(huán)方式，編碼器反饋

9.編碼器類(lèi)型 - 光電型旋轉(zhuǎn)編碼器(增量型/絕對(duì)值型)，旋轉(zhuǎn)變壓器型

10.響應(yīng)速度一般快

11.耐振動(dòng)好 一般(旋轉(zhuǎn)變壓器型可耐振動(dòng))

12.溫升運(yùn)行溫度高一般

13.維護(hù)性基本可以免維護(hù)較好

14.價(jià)格低高

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