伺服電機(jī)的四大控制模式

1. 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(jī)軸對(duì)外的輸出轉(zhuǎn)矩的大小，具體表現(xiàn)為例如 10V 對(duì)應(yīng) 5Nm 的話，當(dāng)外部模擬量設(shè)定為 5V 時(shí)電機(jī)軸輸出為 2.5Nm:如果電機(jī)軸負(fù)載低于 2.5Nm 時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)，外部負(fù)載等于 2.5Nm 時(shí)電機(jī)不轉(zhuǎn)，大于 2.5Nm 時(shí)電機(jī)反轉(zhuǎn)（通常在有重力負(fù)載情況下產(chǎn)生）。

2. 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(dòng)速度的大小，通過脈沖的個(gè)數(shù)來確定轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，也有些伺服可以通過通訊方式直接對(duì)速度和位移進(jìn)行賦值。由于位置模式可以對(duì)速度和位置都有很嚴(yán)格的控制，所以一般應(yīng)用于定位裝置。

3. 速度模式：

通過模擬量的輸入或脈沖的頻率都可以進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)速度的控制，在有上位控制裝置的外環(huán) PID 控制時(shí)速度模式也可以進(jìn)行定位，但必須把電機(jī)的位置信號(hào)或直接負(fù)載的位置信號(hào)給上位反饋以做運(yùn)算用。位置模式也支持直接負(fù)載外環(huán)檢測(cè)位置信號(hào)，此時(shí)的電機(jī)軸端的編碼器只檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速，位置信號(hào)就由直接的蕞終負(fù)載端的檢測(cè)裝置來提供了，這樣的優(yōu)點(diǎn)在于可以減少中間傳動(dòng)過程中的誤差，增加整個(gè)系統(tǒng)的定位精度。

4. 全閉環(huán)控制模式：

全閉環(huán)控制是相對(duì)于半閉環(huán)控制而言的。首先我們來了解下半閉環(huán)控制，半閉環(huán)是指數(shù)控系統(tǒng)或 PLC發(fā)出速脈沖指令。伺服接受指令，然后執(zhí)行，在執(zhí)行的過程中，伺服本身的編碼器進(jìn)行位置反饋給伺服，伺服自己進(jìn)行偏差修正，伺服本身誤差可避免，但是機(jī)械誤差無法避免，因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)不知道實(shí)際的位置。

伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)使用性能作比較

伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)使用性能作比較：

一、控制精度不同

兩相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為3.6°、1.8°，五相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為0.72°、0.36°。也有一些高的性能的步進(jìn)電機(jī)步距角更小。如四通公司生產(chǎn)的一種用于慢走絲機(jī)床的步進(jìn)電機(jī)，其步距角為0.09°；德國百格拉公司（bergerlahr）生產(chǎn)的三相混合式步進(jìn)電機(jī)其步距角可通過撥碼開關(guān)設(shè)置為1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°，兼容了兩相和五相混合式步進(jìn)電機(jī)的步距角。

二、低頻特性不同

步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)易出現(xiàn)低頻振動(dòng)現(xiàn)象。振動(dòng)頻率與負(fù)載情況和驅(qū)動(dòng)器性能有關(guān)，一般認(rèn)為振動(dòng)頻率為電機(jī)空載起跳頻率的一半。這種由步進(jìn)電機(jī)的工作原理所決定的低頻振動(dòng)現(xiàn)象對(duì)于機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)非常不利。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)工作在低速時(shí)，一般應(yīng)采用阻尼技術(shù)來克服低頻振動(dòng)現(xiàn)象，比如在電機(jī)上加阻尼器，或驅(qū)動(dòng)器上采用細(xì)分技術(shù)等。

伺服電機(jī)分類

伺服電機(jī)分類：

1、直流伺服

結(jié)構(gòu)簡單控制容易。但從實(shí)際運(yùn)行考慮，直流伺服電動(dòng)機(jī)引入了機(jī)械換向裝置，成本高，故障多，維護(hù)困難，經(jīng)常因碳刷產(chǎn)生的火花影響生產(chǎn)，會(huì)產(chǎn)生電磁干擾。而且碳刷需要維護(hù)更換。機(jī)械換向器的換向能力，也限制了電動(dòng)機(jī)的容量和速度。

交流伺服分為永磁同步伺服電機(jī)和異步伺服電機(jī)。目前運(yùn)動(dòng)控制基本都用同步電機(jī)。永磁同步伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動(dòng)器控制的U/V/W三相電形成電磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子在此磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器反饋信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度（線數(shù)）。特點(diǎn)如下：

1、控制速度非常快，從啟動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速只需幾毫秒；而相同情況下異步電機(jī)卻需要幾秒鐘。

2、啟動(dòng)扭矩大，可以帶動(dòng)大慣量的物體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。 

3、功率密度大，相同功率范圍下相比異步電機(jī)可以把體積做得更小、重量做得更輕。

4、運(yùn)行效率較高。 

5、可支持低速長時(shí)間運(yùn)行。 

6、斷電無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，可快速控制停止動(dòng)作。

7、控制和響應(yīng)性能比異步伺服電機(jī)高很多。

步進(jìn)電機(jī)和交流伺服電機(jī)控制精度很不同，又不同在哪里？

步進(jìn)電機(jī)和交流伺服電機(jī)都是很普通也很常用的電機(jī)，但由于電機(jī)常被用作設(shè)備的重要裝飾品，而非單獨(dú)使用的設(shè)備，所以很多人即使用過它，也不太了解它，不知道這兩種電機(jī)有什么區(qū)別。

從步進(jìn)電機(jī)和交流伺服電機(jī)的區(qū)別來看，實(shí)際上有很多種，比如兩者在控制精度上有很大的不同。二相混合步進(jìn)型電機(jī)的步距角一般為3.6°，1.8°，五相混合步距角一般為0.72°，0.36°，還有一些高i性能電動(dòng)機(jī)的步距角較小，達(dá)到0.09°，具體的控制精度與此步距角有關(guān)，步距角越小，控制精度越高。

但是交流伺服電機(jī)的控制精度不僅i限于電機(jī)，它的控制精度是通過電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器來保證的，例如某品牌的交流伺服電機(jī)采用了標(biāo)準(zhǔn)2500線編碼器，由于驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部采用了四倍頻技術(shù)，所以其脈沖當(dāng)量為360°/10000=0.036°；而采用17位編碼器的電機(jī)，由于驅(qū)動(dòng)器接收的脈沖馬達(dá)數(shù)為217=131072，因此脈沖當(dāng)量為360°/131072=9.89秒。

上面提到的交流伺服電機(jī)的脈沖當(dāng)量數(shù)值，相當(dāng)于步距角為1.8°的步進(jìn)電機(jī)脈沖當(dāng)量的1/655，可見兩者在控制精度上的確有很大的差異，這種差異會(huì)使兩者在應(yīng)用領(lǐng)域上產(chǎn)生明顯的差異。