一、伺服驅動器
      （一）、伺服驅動器的含義
      伺服驅動器（servo drives）又稱為“伺服控制器”、“伺服放大器”，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，屬于伺服系統的一部分，主要應用于高精度的定位系統。一般是通過位置、速度和力矩三種方式對伺服馬達進行控制，實現高精度的傳動系統定位，目前是傳動技術的高端產品。

      （二）、伺服驅動器的工作原理
      目前主流的伺服驅動器均采用數字信號處理器（DSP）作為控制核心，可以實現比較復雜的控制算法，實現數字化、網絡化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模塊（IPM）為核心設計的驅動電路,IPM內部集成了驅動電路,同時具有過電壓、過電流、過熱、欠壓等故障檢測保護電路,在主回路中還加入軟啟動電路,以減小啟動過程對驅動器的沖擊。功率驅動單元首先通過三相全橋整流電路對輸入的三相電或者市電進行整流，得到相應的直流電。經過整流好的三相電或市電，再通過三相正弦PWM電壓型逆變器變頻來驅動三相永磁式同步交流伺服電機。功率驅動單元的整個過程可以簡單的說就是AC-DC-AC的過程。整流單元（AC-DC）主要的拓撲電路是三相全橋不控整流電路。

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      （三）、伺服驅動器進給系統的基本要求
1、 調速范圍寬
2、定位精度高
3、有足夠的傳動剛性和高的速度穩定性
4、快速響應，無超調
為了保證生產率和加工質量，除了要求有較高的定位精度外，還要求有良好的快速響應特性，即要求跟蹤指令信號的響應要快，因為數控系統在啟動、制動時，要求加、減加速度足夠大，縮短進給系統的過渡過程時間，減小輪廓過渡誤差。
5、低速大轉矩，過載能力強
一般來說，伺服驅動器具有數分鐘甚至半小時內1.5倍以上的過載能力，在短時間內可以過載4～6倍而不損壞。
6、可靠性高
要求數控機床的進給驅動系統可靠性高、工作穩定性好，具有較強的溫度、濕度、振動等環境適應能力和很強的抗干擾的能力。
對電機的要求
1、從最低速到最高速電機都能平穩運轉，轉矩波動要小，尤其在低速如0.1r/min或更低速時，仍有平穩的速度而無爬行現象。
2、電機應具有大的較長時間的過載能力，以滿足低速大轉矩的要求。一般直流伺服電機要求在數分鐘內過載4～6倍而不損壞。
3、為了滿足快速響應的要求，電機應有較小的轉動慣量和大的堵轉轉矩，并具有盡可能小的時間常數和啟動電壓。
4、電機應能承受頻繁啟、制動和反轉。

      （四）、伺服驅動器的基本參數
位置比例增益
1、設定位置環調節器的比例增益；
2、設置值越大，增益越高，剛度越大，相同頻率指令脈沖條件下，位置滯后量越小。但數值太大可能會引起振蕩或超調；
3、參數數值由具體的伺服系統型號和負載情況確定。
位置前饋增益
1、設定位置環的前饋增益；
2、設定值越大時，表示在任何頻率的指令脈沖下，位置滯后量越小；
3、位置環的前饋增益大，控制系統的高速響應特性提高，但會使系統的位置不穩定，容易產生振蕩；
4、不需要很高的響應特性時，本參數通常設為0表示范圍：0~100%。
速度比例增益
1、設定速度調節器的比例增益；
2、設置值越大，增益越高，剛度越大。參數數值根據具體的伺服驅動系統型號和負載值情況確定。一般情況下，負載慣量越大，設定值越大；
3、在系統不產生振蕩的條件下，盡量設定較大的值。
速度積分時間常數
1、設定速度調節器的積分時間常數；
2、設置值越小，積分速度越快。參數數值根據具體的伺服驅動系統型號和負載情況確定。一般情況下，負載慣量越大，設定值越大；
3、在系統不產生振蕩的條件下，盡量設定較小的值。
速度反饋濾波因子

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1、設定速度反饋低通濾波器特性；
2、數值越大，截止頻率越低，電機產生的噪音越小。如果負載慣量很大，可以適當減小設定值。數值太大，造成響應變慢，可能會引起振蕩；
3、數值越小，截止頻率越高，速度反饋響應越快。如果需要較高的速度響應，可以適當減小設定值。

      最大輸出轉矩設置
1、設置伺服電機的內部轉矩限制值；
2、設置值是額定轉矩的百分比；
3、任何時候，這個限制都有效定位完成范圍；
4、設定位置控制方式下定位完成脈沖范圍；
5、本參數提供了位置控制方式下驅動器判斷是否完成定位的依據，當位置偏差計數器內的剩余脈沖數小于或等于本參數設定值時，驅動器認為定位已完成，到位信號為 ON否為OFF；
6、在位置控制方式時，輸出位置定位完成信號，加減速時間常數；
7、設置值是表示電機從0~2000r/min的加速時間或從2000~0r/min的減速時間；
8、加減速特性是線性的到達速度范圍；
9、設置到達速度；
10、在非位置控制方式下，如果電機速度超過本設定值，到達開關信號為ON，否則為OFF；
11、在位置控制方式下，不用此參數；
12、與旋轉方向無關。
調速比1：5000
轉數比0.3：1500
有位置控制
有零速鎖定
過載能力200[%]―300[%]
起動力矩大
轉速不受負載影響
三閉環控制

      （五）、伺服驅動器的應用領域
伺服驅動器廣泛應用于注塑機領域、紡織機械、包裝機械、數控機床領域等。

      （六）、伺服驅動器與變頻器的區別
      1、伺服驅動器通過自動化接口可很方便地進行操作模塊和現場總線模塊的轉換，同時使用不同的現場總線模塊實現不同的控制模式(RS232、RS485、光纖、InterBus、ProfiBus)，而通用變頻器的控制方式比較單一。
　　2、伺服驅動器直接連接旋轉變壓器或編碼器，構成速度、位移控制閉環。而通用變頻器只能組成開環控制系統。
　　3、伺服驅動器的各項控制指標(如穩態精度和動態性能等)優于通用變頻器。

      二、伺服驅動器用制動電阻
      （一）、伺服驅動器用云母電阻的作用
伺服驅動器制動時，能量哪里去了呢？ 這就是云母電阻的作用，把動能轉換成電能釋放掉。 驅動器中通常有電容，用來存貯轉換出的電能，但是電容的容量有限，超出部分就需要用云母電阻來釋放掉。

      （二）伺服驅動器的云母電阻在什么情況下容易燒掉？
      在超負載、頻繁啟停的情況下制動電阻比較容易燒掉，另外制動電阻的功率過小也會比較容易燒掉；選擇時要關注云母電阻阻值，說明書肯定有最小阻值要求的，當電阻過小時，泄放電流太大會燒壞伺服內的電子器件。當然電阻太大，電能釋放速度慢也會導致內部電壓上升，損壞驅動器內電子元件，所以要按照說明書的推薦值來選擇。

      （三）、伺服驅動器云母電阻的選擇  
      電機的輸出力矩與轉速的方向相反時，能量從負載端回傳到驅動器內，此能量灌注到電容中，產生DCBus中的電壓上升。當上升到某一值時，回灌的能量就需要云母電阻來消耗。
 
      下面為估算云母電阻的功率分兩種情形：   
      1、電機對外做功，作頻繁起停的場合根據下面公式：(焦耳) 電機回灌能量(2000 rpm剎車至0)； Wr：電機轉速，rpm  J：電機轉子慣量：驅動器電容吸收能量；假設負載慣量為電機慣量的N倍，則從2000rpm剎車至0時，回灌能量為（N+1）× 。所需云母電阻需要消耗（N+1）× － 焦耳。假設往返動作周期為T sec，那么所需云母電阻的功率為（（N+1）× － ）/ T  例如：以1KW電機為例，其轉子慣量為2.6E-4（ ），EDB驅動器電容吸收能量約為14.5焦耳（外部3相輸入電源為220V）。假設往返動作為T=0.5 sec，最高轉速為2000rpm，負載慣量為電機慣量的5倍，則所需云母電阻功率為（（5＋1）×5.7－14.5）/ 0.5＝39.4W，如果此功率大于驅動器內部制動電阻功率，則需要外接制動電阻。    

      2、電機對外做負功  當電機扭矩輸出與電機轉動方向相反，此時伺服電機作負功，大量能量需要制動電阻消耗。 外部負載扭矩作負功：P=TL* Wr  TL：外部負載扭矩 N.M  Wr：rad/s；例如：當外部負載扭矩為＋50％的額定扭矩，轉速達2000rpm時，那么以1KW電機（額定扭矩為4N.M）為例，使用者需要外接（0.5×4）×（2000×2× /60）＝419W，40Ω的制動電阻。    

      在實際運用中，可主要考慮第一種情況，在選擇云母電阻時，也需要留出20％左右的余量，如果電網電壓偏高，驅動器內部電容吸收能量將大為降低。云母電阻需要選擇功率更大。驅動器內部云母電阻為50W，50Ω。

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