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伺服器的工作原理 2010-03-29 09:44:47| 分类： 供配电类 | 标签： |字号大 中 小 订阅 我对伺服器的理解（整理）：举个简单点的例子，就像你要去拿一样东西，通过眼睛看，脑子 想，然后手去拿编码器就是眼睛，起反馈作用，马达是手，控制器是脑袋编码器是把角 位移或直线位移转换成电信号的一种装置；简单的说，编码器收集伺服电机的信息，然后反 馈给伺服驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整电机转子的角度，伺服电机的 精度决定于编码器的精度（线数）速度控制： 步进电机的运转速度会与输入的脉冲速度成等比例的关系，所以在脉冲的速度愈 快时，步进电机的转速也会跟着加快；脉波速度愈慢时，电机的转速自然也跟着变慢电机 的运转速度（RPM）与脉冲速度（PPS,又称Hz）间的关系式如下：电机的运转速度（RPM）=脉冲 速度（PPS或Hz） X 60宁步进电机分割数/圈分割数/圈说明：1.RPM为一般电机的速度单 位，即rev/min,为每分钟电机所转的圈数；PPS为步进、伺服电机的速度单位，即pulse per second,为每秒所送出的脉冲数2.由于RPM与PPS的单位不同，所以于转换的过程中 要先将 PPS 的秒钟乘以 60 变为分钟 。

3. 步进电机分割数/圈，又代表要 3. 步进电机分割数/ 圈，又代表要让电机转一圈所必须送出的脉冲数4.上述公式拆解后之单位表示为一rev/min =pulse/sec X60 X 1/分割数实例：五相半步级角0.36°时（即 1000 分割/圈）（1） 电机的运 转速度600RPM时，即相当于脉冲速度10,000PPS2）脉冲速度3,000PPS,即相当于（2）脉冲 速度3,000PPS，即相当于电机的运转速度180RPM位置控制：步进电机不需要位置传感器 （SENSOR） ，就可依照输入的脉冲数决定移动量，并将负载顺利、正确的送达指定位置点上 而移动量的大小，是依照电机分辨率的大小与输入的脉冲数来决定脉冲数（PULSE）与移动量 间的关系式如下：位置移动量（° ）=步进电机分辨率（° ）X输入的关系式如下：位置 移动量（° ）=步进电机分辨率（° ）X输入脉冲数实例：二相全步级角1.8°时*当输入 1000个脉冲数（即1000PULSE），此时之移动量会是1800°，刚好为5圈伺服电机原理 伺服电机工作原理 上网时间 :2010-11-11 伺服电机原理 伺服电机工作原理伺服电机原理一、交流伺服电动机交流伺服电动机定子的构造基本上与电容分相式单相异步电动机相似 . 其定子上装有两 个位置互差90°的绕组，一个是励磁绕组Rf,它始终接在交流电压Uf上；另一个是控制绕 组L,联接控制信号电压Uc。

所以交流伺服电动机又称两个伺服电动机交流伺服电动机的转子通常做成鼠笼式，但为了使伺服电动机具有较宽的调速范围、线 性的机械特性，无“自转”现象和快速响应的性能，它与普通电动机相比，应具有转子电阻 大和转动惯量小这两个特点目前应用较多的转子结构有两种形式：一种是采用高电阻率的 导电材料做成的高电阻率导条的鼠笼转子，为了减小转子的转动惯量，转子做得细长；另一 种是采用铝合金制成的空心杯形转子，杯壁很薄，仅0.2-0.3mm，为了减小磁路的磁阻，要 在空心杯形转子内放置固定的内定子.空心杯形转子的转动惯量很小，反应迅速，而且运转平 稳，因此被广泛采用交流伺服电动机在没有控制电压时，定子内只有励磁绕组产生的脉动磁场，转子静止不 动当有控制电压时，定子内便产生一个旋转磁场，转子沿旋转磁场的方向旋转，在负载恒 定的情况下，电动机的转速随控制电压的大小而变化，当控制电压的相位相反时，伺服电动 机将反转交流伺服电动机的工作原理与分相式单相异步电动机虽然相似，但前者的转子电阻比后 者大得多，所以伺服电动机与单机异步电动机相比，有三个显著特点：1、 起动转矩大由于转子电阻大，其转矩特性曲线如图3 中曲线 1 所示，与普通异步电动机的转矩特性 曲线2相比，有明显的区别。

它可使临界转差率SO>1,这样不仅使转矩特性（机械特性） 更接近于线性，而且具有较大的起动转矩因此，当定子一有控制电压，转子立即转动，即 具有起动快、灵敏度高的特点2、 运行范围较广3、无自转现象正常运转的伺服电动机，只要失去控制电压，电机立即停止运转当伺服电动机失去控 制电压后，它处于单相运行状态，由于转子电阻大，定子中两个相反方向旋转的旋转磁场与 转子作用所产生的两个转矩特性（Tl—SI、T2-S2曲线）以及合成转矩特性（T-S曲线）交流伺服电动机的输出功率一般是0.1T00W当电源频率为50Hz，电压有36V、110V、 220、380V；当电源频率为400Hz,电压有20V、26V、36V、115V等多种交流伺服电动机运行平稳、噪音小但控制特性是非线性，并且由于转子电阻大，损耗 大，效率低，因此与同容量直流伺服电动机相比，体积大、重量重，所以只适用刊.5-100W 的小功率控制系统伺服电机工作原理1•伺服主要靠脉冲来定位，基本上可以这样理解，伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个 脉冲对应的角度，从而实现位移，因为，伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机 每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或 者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来， 这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位，可以达到0.001mm。

直流伺服电机分为有刷和无刷电机有刷电机成本低，结构简单，启动转矩大，调速范围宽， 控制容易，需要维护，但维护方便（换碳刷），产生电磁干扰，对环境有要求因此它可以用 于对成本敏感的普通工业和民用场合无刷电机体积小，重量轻，出力大，响应快，速度高，惯量小，转动平滑，力矩稳定 控制复杂，容易实现智能化，其电子换相方式灵活，可以方波换相或正弦波换相电机免维 护，效率很高，运行温度低，电磁辐射很小，长寿命，可用于各种环境2.交流伺服电机也是无刷电机，分为同步和异步电机，目前运动控制中一般都用同步电 机，它的功率范围大，可以做到很大的功率大惯量，最高转动速度低，且随着功率增大而 快速降低因而适合做低速平稳运行的应用3•伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁 场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进 行比较，调整转子转动的角度伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）什么是伺服电机？有几种类型？工作特点是什么？答：伺服电动机又称执行电动机，在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信 号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。

分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特 点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降，请问交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上有什么区别？答：交流伺服要好一些，因为是正弦波控制，转矩脉动小直流伺服是梯形波但直流 伺服比较简单，便宜永磁交流伺服电动机20 世纪 80 年代以来，随着集成电路、电力电子技术和交流可变速驱动技术的发展，永 磁交流伺服驱动技术有了突出的发展，各国著名电气厂商相继推出各自的交流伺服电动机和 伺服驱动器系列产品并不断完善和更新交流伺服系统已成为当代高性能伺服系统的主要发 展方向，使原来的直流伺服面临被淘汰的危机90 年代以后，世界各国已经商品化了的交流 伺服系统是采用全数字控制的正弦波电动机伺服驱动交流伺服驱动装置在传动领域的发展 日新月异永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较，主要优点有：⑴无电刷和换向器，因此工作可靠，对维护和保养要求低⑵定子绕组散热比较方便⑶惯量小，易于提高系统的快速性⑷适应于高速大力矩工作状态⑸同功率下有较小的体积和重量伺服电机安装使用注意事项一、伺服电机油和水的保护A：伺服电机可以用在会受水或油滴侵袭的场所，但是它不是全防水或防油的。

因此，伺 服电机不应当放置或使用在水中或油侵的环境中B：如果伺服电机连接到一个减速齿轮，使用伺服电机时应当加油封，以防止减速齿轮的 油进入伺服电机C：伺服电机的电缆不要浸没在油或水中二、 伺服电机电缆f减轻应力A：确保电缆不因外部弯曲力或自身重量而受到力矩或垂直负荷，尤其是在电缆出口处或 连接处B：在伺服电机移动的情况下，应把电缆（就是随电机配置的那根）牢固地固定到一个静 止的部分（相对电机），并且应当用一个装在电缆支座里的附加电缆来延长它，这样弯曲应力 可以减到最小C：电缆的弯头半径做到尽可能大三、 伺服电机允许的轴端负载A：确保在安装和运转时加到伺服电机轴上的径向和轴向负载控制在每种型号的规定值以 内B：在安装一个刚性联轴器时要格外小心，特别是过度的弯曲负载可能导致轴端和轴承的 损坏或磨损C：最好用柔性联轴器，以便使径向负载低于允许值，此物是专为高机械强度的伺服电机 设计的D：关于允许轴负载，请参阅“允许的轴负荷表”（使用说明书）四、 伺服电机安装注意A：在安装/拆卸耦合部件到伺服电机轴端时，不要用锤子直接敲打轴端锤子直接敲打 轴端，伺服电机轴另一端的编码器要被敲坏）B：竭力使轴端对齐到最佳状态（对不好可能导致振动或轴承损坏）。