伺服驅動器CSB01.1C-PB-ENS-EN2-NN-S-NN-FW

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伺服驅動器又稱為“伺服控制器"、“伺服放大器"，工作原理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電機進行控制，實現高精度的傳動系統定位，目前是傳動技術的產品。

PLC輸出的只是方波，而驅動器輸出的是正弦波。可以理解成PLC的脈沖是伺服驅動器的工作指令。伺服驅動器，可以理解成一個能滿足伺服電機工作的交流電源，它驅動伺服電機時候，并不是直接把PLC的脈沖簡單放大而是理解這些脈沖是做什么的，然后通過PWM方式模擬輸出正弦波來控制伺服電機工作。

一般PLC發脈沖，是PLS脈沖，就是脈寬和間隔是固定的方波，這個方波的個數，可以理解成“步距"，就是一個脈沖下來，伺服電機要走“一步"（就是轉動多少角度），所以脈沖方波個數越多，伺服電機轉動的角度就對于越多，所以伺服驅動器就要輸出能讓伺服電機轉動多少角度的波形了，但是伺服電機無法像步進電機那樣來靠電機結構簡單完成了，它需要有個位置環來做閉環，也就是靠編碼器的脈沖測量當前的電機轉角變化了多少，然后再通過PID來調整輸出電壓和輸出頻率了。

也就是伺服驅動器要把接受到的PLC脈沖和電機反饋回來的編碼器脈沖來比較（可以簡單理解成相減），然后經過PID計算后輸出一個值，再給到所謂速度環和電流環，再計算，最后通過PWM手段來控制IGBT模塊，輸出一定方波來模擬正弦波控制伺服電機的轉速來滿足它要轉動到什么角度位置。從底層的角度來看，伺服驅動器的控制和矢量變頻器的控制是差不多的。

交流伺服的技術本身就是借鑒并應用了變頻的技術，在直流電機的伺服控制的基礎上通過變頻的PWM方式模仿直流電機的控制方式來實現的，也就是說交流伺服電機必然有變頻的這一環節：變頻就是將工頻的50、60HZ的交流電先整流成直流電，然后通過可控制門極的各類晶體管（IGBT，IGCT等）通過載波頻率和PWM調節逆變為頻率可調的波形類似于正余弦的脈動電，由于頻率可調，所以交流電機的速度就可調了（n=60f/p ，n轉速，f頻率， p極對數）

簡單的變頻器只能調節交流電機的速度，這時可以開環也可以閉環要視控制方式和變頻器而定，這就是傳統意義上的V/F控制方式。很多的變頻已經通過數學模型的建立，將交流電機的定子磁場UVW3相轉化為可以控制電機轉速和轉矩的兩個電流的分量，大多數能進行力矩控制的的變頻器都是采用這樣方式控制力矩，UVW每相的輸出要加霍爾效應的電流檢測裝置，采樣反饋后構成閉環負反饋的電流環的PID調節；ABB的變頻又提出和這樣方式不同的直接轉矩控制技術，具體請查閱有關資料。這樣可以既控制電機的速度也可控制電機的力矩，而且速度的控制精度優于v/f控制，編碼器反饋也可加可不加，加的時候控制精度和響應特性要好很多。

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德國力士樂REXROTH伺服驅動器訂貨號物料號和型號：

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R911317121 CSB01.1C-S3-ENS-MA1-NN-S-NN-FW

R911316710 CSB01.1C-S3-ENS-MEM-L1-S-NN-FW

R911329922 CSB01.1C-S3-ENS-MEM-L2-S-NN-FW

R911316711 CSB01.1C-S3-ENS-MEM-NN-S-NN-FW

R911330197 CSB01.1C-S3-ENS-NNN-L1-S-K1-FW

伺服進給系統的要求

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、從低速到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。

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

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。

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，到位開關信號為 ON，否則為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，則速度到達開關信號為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。

1、伺服控制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、伺服控制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伺服控制器的各項控制指標(如穩態精度和動態性能等)優于通用變頻器。

（1）伺服系統：是使物體的位置、方位、狀態等輸出，能夠跟隨輸入量（或給定值）的任意變化而變化的自動控制系統。

（2）在自動控制系統中，能夠以一定的準確度響應控制信號的系統稱為隨動系統，亦稱伺服系統。

伺服的主要任務是按控制命令的要求，對功率進行放大、變換與調控等處理，使驅動裝置輸出的力矩、速度和位置控制得非常靈活方便。

1.3 伺服系統的組成

伺服系統可分為開環、半閉環、閉環控制系統。

具有反饋的閉環自動控制系統由位置檢測部分、偏差放大部分、執行部分及被控對象組成。

1.4 伺服系統的性能要求

伺服系統必須具備可控性好，穩定性高和適應性強等基本性能。說明一下，可控性好是指訊號消失以后，能立即自行停轉；穩定性高是指轉矩隨轉速的增加而均勻下降；適應性強是指反應快、靈敏、響態品質好。

1.5 伺服系統的種類

通常根據伺服驅動機的種類來分類，有電氣式、油壓式或電氣—油壓式三種。

伺服系統若按功能來分，則有計量伺服和功率伺服系統；模擬伺服和功率伺服系統；位置伺服和加速度伺服系統等。

電氣式伺服系統根據電氣信號可分為DC直流伺服系統和AC交流伺服系統二大類。AC交流伺服系統又有異步電機伺服系統和同步電機伺服系統兩種。