直流和交流伺服驅(qū)動器工作原理一樣嗎,？交流伺服驅(qū)動器選型步驟！
直流伺服驅(qū)動器和交流伺服驅(qū)動器工作原理一樣嗎,？那天突然有個客戶問了我這個問題,。簡單地說：伺服驅(qū)動器是用來控制伺服電機的一種控制器，其作用類似于變頻器作用于普通交流馬達,，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),。一般是通過位置,、速度和力矩三種方式對伺服電機進行控制，實現(xiàn)高精度的傳動系統(tǒng)定位,，目前是傳動技術(shù)的高端產(chǎn)品,。
對于這個,，我們需要從伺服驅(qū)動器的工作原理及控制方式深入探討,。
伺服驅(qū)動器工作原理：主要是根據(jù)伺服控制器送的指令（P，V,，T）工作,。同步電機并非完全同步于旋轉(zhuǎn)磁場，驅(qū)動器必須進行修正工作,，使電機工作穩(wěn)定不失步,。所以驅(qū)動電機正確跟隨控制指令工作是伺服驅(qū)動器的主要工作任務(wù)。以下采用通用伺服電機系統(tǒng)P command （位置伺服）為例,，說明伺服驅(qū)動器的基本原理及各項必要的參數(shù),。因為位置伺服驅(qū)動器具備完整的驅(qū)動器元件。
直流和交流伺服驅(qū)動器工作原理圖
位置伺服驅(qū)動器內(nèi)部包含：位置控制單元,、速度控制單元和驅(qū)動單元,。驅(qū)動器與伺服馬達之間為閉環(huán)控制系統(tǒng)，驅(qū)動器由編碼器送回數(shù)據(jù)進行控制修正工作各廠家伺服電機驅(qū)動器的軟硬件設(shè)計均有差異,，如編碼器為通稱,，也有使用角傳感器的，但基本控制結(jié)構(gòu)及原理是相同的,。指令脈沖經(jīng)過伺服驅(qū)動器內(nèi)電子齒輪增減頻率,。
直流伺服驅(qū)動器
一般伺服驅(qū)動器都有三種控制方式：位置控制方式、轉(zhuǎn)矩控制方式、速度控制方式。
1,、位置控制：位置控制模式一般是通過外部輸入的脈沖的頻率來確定轉(zhuǎn)動速度的大小,，通過脈沖的個數(shù)來確定轉(zhuǎn)動的角度，也有些伺服可以通過通訊方式直接對速度和位移進行賦值,，由于位置模式可以對速度和位置都有很嚴格的控制，所以一般應(yīng)用于定位裝置。
準確的說是伺服驅(qū)動器對電機的轉(zhuǎn)速,、轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)矩均于控制，上位機對驅(qū)動器發(fā)脈沖串進行轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)角的控制,，輸入的脈沖頻率控制電機的轉(zhuǎn)速,，輸入的脈沖個數(shù)控制電機旋轉(zhuǎn)的角度。
2,、轉(zhuǎn)矩控制：轉(zhuǎn)矩控制方式是通過外部模擬量的輸入或直接的地址的賦值來設(shè)定電機軸對外的輸出轉(zhuǎn)矩的大小,，可以通過即時的改變模擬量的設(shè)定來改變設(shè)定的力矩大小，也可通過通訊方式改變對應(yīng)的地址的數(shù)值來實現(xiàn),。
詳細的說是伺服驅(qū)動器僅對電機的轉(zhuǎn)矩進行控制,，電機輸出的轉(zhuǎn)矩不在隨負載變，只聽從于輸入的轉(zhuǎn)矩命令，上位機對驅(qū)動器發(fā)出的是模擬量（電壓）信號,，范圍為+10V～-10V,，正電壓控制電機正轉(zhuǎn)，負電壓控制電機反轉(zhuǎn),，電壓值的大小決定電機輸出的轉(zhuǎn)矩,。電機的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)角由上位機控制。
3,、速度模式：通過模擬量的輸入或脈沖的頻率都可以進行轉(zhuǎn)動速度的控制,，在有上位控制裝置的外環(huán)PID控制時速度模式也可以進行定位，但必須把電機的位置信號或直接負載的位置信號給上位反饋以做運算用,。位置模式也支持直接負載外環(huán)檢測位置信號,，此時的電機軸端的編碼器只檢測電機轉(zhuǎn)速，位置信號就由直接的最終負載端的檢測裝置來提供了,，這樣的優(yōu)點在于可以減少中間傳動過程中的誤差,，增加了整個系統(tǒng)的定位精度。（如：電機的轉(zhuǎn)角由CNC取驅(qū)動器反饋的A,、B,、Z編碼器信號進行控制，CNC對驅(qū)動器發(fā)出的是模擬量（電壓）信號,，范圍為+10V～-10V,，正電壓控制電機正轉(zhuǎn)，負電壓控制電機反轉(zhuǎn),，電壓值的大小決定電機的轉(zhuǎn)數(shù)）,。
伺服驅(qū)動器均采用數(shù)字信號處理器(DSP)作為控制核心，可以實現(xiàn)比較復(fù)雜的控制算法,，實現(xiàn)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)計的驅(qū)動電路,，IPM內(nèi)部集成了驅(qū)動電路,，同時具有過電壓、過電流,、過熱,、欠壓等故障檢測保護電路，在主回路中還加入了軟啟動電路,，以減小啟動過程對驅(qū)動器的沖擊,。
在用伺服驅(qū)動器（無論是直流還是交流伺服驅(qū)動器）的時候需要注意以上三個問題：
如果對電機的速度、位置都沒有要求,，只要輸出一個恒轉(zhuǎn)矩,，當然是用轉(zhuǎn)矩模式。
如果對位置和速度有一定的精度要求,，而對實時轉(zhuǎn)矩不是很關(guān)心,，用轉(zhuǎn)矩模式不太方便，用速度或位置模式比較好,。
如果上位控制器有比較好的閉環(huán)控制功能,，用速度控制效果會好一點，如果本身要求不是很高,，或者基本沒有實時性的要求,，采用位置控制方式。
通過以上分析,，我們得出的答案是：直流伺服驅(qū)動器和交流伺服驅(qū)動器工作原理是一樣的,。
伺服驅(qū)動器是現(xiàn)代運動控制的重要組成部分，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)機器人及數(shù)控加工中心等自動化設(shè)備中,。尤其是應(yīng)用于控制交流永磁同步電機的伺服驅(qū)動器已經(jīng)成為國內(nèi)外研究熱點,。當前交流伺服驅(qū)動器設(shè)計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,。該算法中速度閉環(huán)設(shè)計合理與否，對于整個伺服控制系統(tǒng),，特別是速度控制性能的發(fā)揮起到關(guān)鍵作用,。
低壓伺服和交流伺服驅(qū)動器詳細選型步驟
??在工業(yè)4.0和智能制造工業(yè)應(yīng)用環(huán)境下，簡單的工況還是極其復(fù)雜的應(yīng)用,，我們都離不開伺服驅(qū)動器,。市場上的驅(qū)動器有成百上千個品牌，國產(chǎn)的,，進口的,，非標定制都有。而且,，我們在實際應(yīng)用中有低壓和高壓環(huán)境,，對于低壓直流伺服和高壓交流伺服驅(qū)動器的選型步驟是一樣的嘛？
選型步驟大體如下：
1,、需求分析：確定伺服電機轉(zhuǎn)速,、轉(zhuǎn)矩、電壓（低壓還是高壓）及具體應(yīng)用,，這步很重要,。【注：選擇一款合適的伺服驅(qū)動器需要考慮到各個方面,，這主要根據(jù)控制系統(tǒng)的要求來選擇,，在選型之前,，首先分析以下系統(tǒng)需求，比如尺寸,、供電,、功率、控制方式等,，為選型定下方向,。】
2,、選擇電機：首先確定伺服電機類型（低壓還是高壓,，用進口品牌還是國產(chǎn)），然后根據(jù)轉(zhuǎn)速,、轉(zhuǎn)矩,、安裝尺寸選擇電機?！咀ⅲ候?qū)動器支持的電機類型,，一般為直流有刷、正弦波,、梯形波等,，還有就是驅(qū)動器的持續(xù)輸出電流要大于電機的額定電流，根據(jù)電機反電動勢,、最大轉(zhuǎn)速考慮驅(qū)動器是否可以勝任,。】
3,、選擇反饋元件：反饋傳感器也是種類繁多,，根據(jù)是否要做閉環(huán)，選擇反饋傳感器,，編碼器,、測速電機、旋變等,。如果系統(tǒng)中帶有反饋元件,，這時候在選擇驅(qū)動器時就要考慮驅(qū)動器是否支持這種反饋，反饋種類,，或者是反饋的信號輸出形式,。
4、伺服驅(qū)動器有三種控制方式：力矩,、速度,、位置模式。工作在這幾種模式下命令形式也不一樣,，力矩和速度模式可通過模擬量命令控制,，位置模式可使用脈沖+方向控制,。當然還有總線形式，比如CanOpen,、Ethercat等,。
5、精度要求：伺服系統(tǒng)的精度有多個影響因素,，伺服驅(qū)動器也是其中重要的一環(huán),，一般伺服驅(qū)動器分為數(shù)字伺服驅(qū)動器和線性伺服放大器,，線性放大器適用于低噪聲,、高帶寬以及電流過零時無失真的場合。
6,、供電和使用環(huán)境：供電方面主要是直流和交流供電,，有時候還要考慮驅(qū)動器對供電電源的要求。使用環(huán)境,，主要是考慮溫度方面的影響,，還有就是工況，是否需要防護罩等,。
總結(jié)：選擇低壓伺服和高壓伺服驅(qū)動器時,，不僅需考慮和電機的匹配，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,，簡單地說要確定：負載的性質(zhì)（如水平還是垂直負載等）,，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,。
