直流和交流伺服驅(qū)動器工作原理一樣嗎？伺服驅(qū)動器使用注意事項！
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。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。
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。
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定來改變設定的力矩大小，也可通過通訊方式改變對應的地址的數(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。
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)比較復雜的控制算法，實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)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(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。
伺服驅(qū)動器使用時的常見問題及注意事項
伺服驅(qū)動器是用來控制伺服電機的一種控制器，屬于伺服系統(tǒng)的一部分，主要應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，是現(xiàn)代運動控制的重要組成部分，被廣泛應用于工業(yè)機器人及數(shù)控加工中心等自動化設備中。
伺服系統(tǒng)包括伺服驅(qū)動器和伺服電機，驅(qū)動器利用精密的反饋結(jié)合高速數(shù)字信號處理器DSP，控制IGBT產(chǎn)生精確電流輸出，用來驅(qū)動三相永磁同步交流伺服電機達到精確調(diào)速和定位等功能，設備接地不良可能會造成觸電、火災或設備損壞。
伺服驅(qū)動器接地的八大注意事項
一、正確的屏蔽接地處，是在其電路內(nèi)部的參考電位點上，這個點取決于噪聲源和接收是否同時接地，或者浮空。
二、要確保屏蔽層在同一個點接地使得地電流不會流過屏蔽層。
三、避免多種連接大地方式產(chǎn)生的地回路很容易受噪音影響而在不同的參考點上產(chǎn)生電流。
四、在交流電源與驅(qū)動器直流總線之間沒有隔離的情況下，不能將直流總線的非隔離端口或非隔離信號接在地面上，會導致設備損壞及人員傷害等情況。
五、避免伺服驅(qū)動器接到外部電源的地，將直接影響到控制器和驅(qū)動器的工作。
六、交流的公共電壓并不是對大地的，在直流總線和大地之間可能會有很高的電壓，禁止直接接地。
七、在伺服系統(tǒng)中，公共地與大地在信號端必須要連接在一起。
八、為了保持命令參考電壓的恒定，要將伺服驅(qū)動器的信號地接到控制器的信號地。
在許多場合，因為伺服驅(qū)動器的電流電壓較高，比如有的伺服驅(qū)動器最大輸出電流8A，電壓325V，再加上其外殼未采用鋁合金外殼進行磁屏蔽，因此對高靈敏的接收機系統(tǒng)造成干擾，使其無法工作，并且干擾電源，尤其在高頻時，可能造成控制系統(tǒng)的單片機和上位機無法進行正常通訊，給正常使用造成了困難，因此干擾問題必須加以解決。
解決伺服驅(qū)動器干擾問題的方法
一、加裝電源濾波器，減少對交流電源的污染。
二、一點接地原則。將電源濾波器的地、驅(qū)動器PE（地）（伺服驅(qū)動器與機箱底板絕緣）、控制
脈沖PULSE-和方向脈沖DIR-短接后的引出線、電機接地線、驅(qū)動器與電機之間電纜防護套、驅(qū)動器屏蔽線均接到
機箱壁上的接地柱上，并要求接觸良好。
三、盡量加大控制線與電源線、電機驅(qū)動線之間的距離，避免交叉。比如我們在處理雙軸驅(qū)動系
統(tǒng)中兩個處在同一機箱的伺服驅(qū)動器安裝位置時，一個驅(qū)動器銘牌朝前，另一個則朝后，并在結(jié)構布置上使這些
引線盡量短。
四、使用屏蔽線減輕外界對自己的干擾，或自己（電源線）對外界的干擾。
由于運動控制系統(tǒng)最終用戶的工作條件和企業(yè)一線工程技術支撐能力的限制，常常使得機電系統(tǒng)不
能夠得到良好的設備管理，輕則縮短機電一體化設備的生命周期，重則由于設備故障降低產(chǎn)能造成經(jīng)濟效益的損失。
伺服驅(qū)動器設備保養(yǎng)指南
一、為了延長伺服系統(tǒng)的工作壽命，在使用過程中需注意以下問題。對于系統(tǒng)的使用環(huán)境，需考慮到溫度、濕度、粉塵、振動及輸入電壓這五個要素。定期清理數(shù)控裝置的散熱通風系統(tǒng)。應經(jīng)常檢查數(shù)控裝置上各冷卻風扇工作是否正常。應視車間環(huán)境狀況，每半年或一個季度檢查清掃一次。
二、由于環(huán)境溫度過高，造成數(shù)控裝置內(nèi)溫度超過55 60℃時，應及時加裝空調(diào)裝置。除了進行檢修外，應盡量少開電氣柜門。因為車間內(nèi)空氣中飄浮的灰塵和金屬粉未落在印刷電路板和電氣接插件上，容易造成元件間絕緣電阻下降，從而出現(xiàn)故障甚至使元件損壞。
三、當數(shù)控機床長期閑置不用時，也應定期對數(shù)控系統(tǒng)進行維護保養(yǎng)。首先，應經(jīng)常給數(shù)控系統(tǒng)通電，在機床鎖住不動的情況下，讓其空載運行。在空氣濕度較大的梅雨季節(jié)應該天天通電，利用電器元件本身發(fā)熱驅(qū)走數(shù)控柜內(nèi)的潮氣，以保證電子部件的性能穩(wěn)定可靠。
