伺服、步进、变频三大控制要点详解

  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，同时电机自带的给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值作比较，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、伺服系统的组成及分类

  的总称，与位置和角度相关联的速度、角速度、加速度、力等为控制量的系统也包含在伺服系统内。分类：

  ，负载、刚性等参数。2. 确认动作参数，移动速度、行程、加减速时间、周期、精度等。

  接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。能够最终靠控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的;同时可以经过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，进而达到调速的目的。步进电机可以作为一种控制用的特种电机，利用其没有积累误差(精度为100%)的特点，大范围的应用于各种开环控制。2、步进电机的分类

  )、永磁式步进电机(PM)、混合式步进电机(HB)和单相式步进电机等。永磁式步进电机一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度 或15度;

  反应式步进电机一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制造成，定子上有多相励磁绕组，利用磁导的变化产生转矩。

  混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度。这种步进电机的应用最为广泛。

  b.拍数：完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态用n表示，或指电机转过一 个齿距角所需脉冲数 。

  d. 定位转矩：电机在不通电状态下，电机转子自身的锁定力矩(由磁场齿形的谐波以 及

  误差造成的)。e. 静转矩：电机在额定静态电作用下，电机不作旋转运动时，电机转轴的锁定力矩。

  下，在不加负载的情况下，能够直接起动的最大频率。e. 最大空载的运行频率：电机在某种驱动形式，电压及额定电流下，电机不带负载的最高转速频率。

  f. 运行矩频特性：电机在某种测试条件下测得运行中输出力矩与频率关系的曲线称为运行矩频特性 。

  2. 静力矩的选择：静力矩选择的依据是电机工作的负载 ，正常的情况下，静力矩应为摩擦负载的2-3倍内最好 。

  3. 电流的选择：由于电流参数不同，其运行特性差别很大，可依据矩频特性曲线图，判断电机的电流。

  4. 步进电机低速时可以正常运作,但若高于 一定速度就无法启动,并伴有啸叫声。

  1. 控制精度不同五相混合式步进电机步距角一般为0.72 °、0.36°交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证 ，对于带标准2500线编码器的电机而言，其脉冲当量为360°/10000=0.036°，伺服电机精度要比步进马达高。

  2. 低频特性不同步进电机在低速时易出现低频振动现象。交流伺服电机运转非常平稳，即使在低速时也不可能会出现振动现象。

  3. 过载能力不同步进电机一般不具有过载能力。交流伺服电机具有较强的过载能力 。

  4. 运行性能不同步进电机的控制为开环控制，启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象，停止时转速过高易出现过冲的现象，交流伺服驱动系统为闭环控制，驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样，内部构成位置环和速度环，正常情况下不会出现步进电机的丢步或过冲的现象，控制性能更为可靠。

  5. 速度响应性能不同步进电机从静止加速到工作转速(一般为每分钟几百转)需要200～400毫秒。交流伺服系统的加速性能较好，以

  MSMA 400W交流伺服电机为例，从静止加速到其额定转速3000RPM仅需几毫秒，可用于要求快速启停的控制场合6. 矩频特性不同步进电机的输出力矩随转速升高而下降，且在较高转速时会急剧下降，交流伺服电机为恒力矩输出。

  综上所述，交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机。但在一些要求不高的场合也经常用步进电机来做执行电动机。所以，在控制管理系统的设计过程中要考虑控制要求、成本等多方面的因素，选用适当的控制电机。

  原理与构成变频器是能够简单、自由地改变交流电机转速的一种控制装置。改变交流电机转速的方法如下。变频器是通过改变交流电机

  桥整流器，如图1 所示，它把工频电源变换为直流电源。也可用两组晶体管变流器构成可逆变流器，由于其功率方向可逆，能够直接进行再生运转。2. 平波回路在整流器整流后的直流电压中，含有电源6 倍频率的脉动电压，此外

  产生的脉动电流也使直流电压变动。为了抑制电压波动，采用电感和电容吸收脉动电压(电流)。装置容量小时，如果电源和主电路构成器件有余量，可以省去电感，采用简单的平波回路。3. 逆变器同整流器相反，逆变器是将直流功率变换为所要求频率的交流功率，以所确定的时间使6 个开关器件导通、关断就能够获得3 相交流输出。

  4. 制动回路异步电动机在再生制动区域使用时(转差率为负)，再生能量存于平波回路

  中，使直流电压升高。一般说来，由机械系统(含电动机)惯量积累的能量比电容能储存的能量大，需要快速制动时，可用可逆变流器向电源反馈或设置制动回路(开关和电阻)把再生功率消耗掉，以免直流电路电压上升。3、变频器的应用目的及用途

  变频器和交流电机构成的可调速传动称为变频器传动，其功能用途如下。其中可能互为关联，实际上无明确分类，此表仅作参考。

  电机结构图下文简单叙述它们的差异：1、工作原理这两种电机在原理上有很大的不同，

  系统，指令信号是单向流动的。开环系统没有位置和速度反馈回路，省去了检测装置，其精度主要由

  电机的驱动实现多自由度的运动的。如果对机器人运行的动作速度、精度有比较高的要求，实际就要求

  系统中，用作执行元件，把收到的电信号转换成电机轴上的角位移或角速度输出。

  电机是一种常见的电动机，其工作原理是通过交替通电使电机转子按照一定的步距旋转。

  实现非常高的转速，通常能够达到几千转每分钟的速度，但为了转矩考虑，通常转速会限制在一千转每分钟上下。

  同整流器相反，逆变器是将直流功率变换为所要求频率的交流功率，以所确定的时间使6 个开关器件导通、关断就能够获得3 相交流输出。

  电机，也可以是交流异步电机，主要为实现快速、精确定位，像那种走走停停、精度要求很高的场合用的很多。

  电机只能按照预设的步数和速度运转，难以在高速和负载变化的情况下保持稳定的精度。然而，在低速、低负载、短行程等应用场景下，

  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作比较，调整转子转动的角度。

  电机是一种定角度运转的电动机，它的转动是根据外部提供的脉冲信号来实现的。

  电机的电机部分一般由转子、定子、绕组、磁极等部件组成。电机的类型包括直流

  电机具有更高的响应速度和更好的动态性能，可以在更短的时间内响应和调整输出参数。

  电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。

  电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。

  电机是将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机。两种设备在工业自动化

  转动角度的，一个脉冲对应一个步距角，但是没有反馈信号，电机不知道具体走到了什么位置，位置精度不够高。

  电机模块，每个轴带有独立的编码器和HOME / STOP输入。为了确保

  电机，也可以是交流异步电机，主要为实现快速、精确定位，像那种走走停停、精度要求很高的场合用的很多。

  种： 永磁式 （PM） ， 反应式 （VR）和 混合式 （HB）。永磁式

  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作比较，调整转子转动的角度。

  系统，指令信号是单向流动的。开环系统没有位置和速度反馈回路，省去了检测装置，其精度主要由