貝加萊控制模塊變速箱
一、伺服驅動器簡介
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，目前是傳動技術的產品。
二、伺服驅動器結構
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，在主回路中還加入了軟啟動電路，以減小啟動過程對驅動器的沖擊。
三、伺服驅動器的工作原理
首先功率驅動單元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。
四、伺服驅動器控制方式
一般伺服都有三種控制方式：位置控制方式、轉矩控制方式、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動速度的大小，通過脈沖的個數來確定轉動的角度，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。
2、轉矩控制：轉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值來實現。
應用主要在對材質的手里有嚴格要求的纏繞和放卷的裝置中，例如繞線裝置或拉光纖設備，轉矩的設定要根據纏繞的半徑的變化隨時更改以確保材質的受力不會隨著纏繞半徑的變化而改變。
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動速度的控制，在有上位控制裝置的外環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檢測位置信號，此時的電機軸端的編碼器只檢測電機轉速，位置信號就由直接的最終負載端的檢測裝置來提供了，這樣的優點在于可以減少中間傳動過程中的誤差，增加了整個系統的定位精度。
五、伺服驅動器控制方式的選擇
如果對電機的速度、位置都沒有要求，只要輸出一個恒轉矩，當然是用轉矩模式。
如果對位置和速度有一定的精度要求，而對實時轉矩不是很關心，用轉矩模式不太方便，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。
貝加萊控制模塊變速箱
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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、從速到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。
伺服驅動器需要什么樣的脈沖？
正反脈沖控制（CW+CCW）；脈沖加方向控制（pulse+direction）；AB相輸入（相位差控制，常見于手輪控制）。
伺服驅動器主程序主要用來完成系統的初始化、LO接口控制信號、DSP內各個控制模塊寄存器的設置等。
伺服驅動器所有的初始化工作完成后，主程序才進入等待狀態，以及等待中斷的發生，以便電流環與速度環的調節。
中斷服務程序主要包括四M定時中斷程序光電編碼器零脈沖捕獲中斷程序、功率驅動保護中斷程序、通信中斷程序。
伺服電動機的其他問題處理技巧
（1）電動機竄動：在進給時出現竄動現象，測速信號不穩定，如編碼器有裂紋；接線端子接觸不良，如螺釘松動等；當竄動發生在由正方向運動與反方向運動的換向瞬間時，一般是由于進給傳動鏈的反向問隙或伺服驅動增益過大所致；
（2） 電動機爬行：大多發生在起動加速段或低速進給時，一般是由于進給傳動鏈的潤滑狀態不良，伺服系統增益低及外加負載過大等因素所致。尤其要注意的是，伺服電動機和滾珠絲杠聯接用的聯軸器，由于連接松動或聯軸器本身的缺陷，如裂紋等，造成滾珠絲杠與伺服電動機的轉動不同步，從而使進給運動忽快忽慢；
（3）電動機振動：機床高速運行時，可能產生振動，這時就會產生過流報警。機床振動問題一般屬于速度問題，所以應尋找速度環問題；
（4）電動機轉矩降低：伺服電動機從額定堵轉轉矩到高速運轉時，發現轉矩會突然降低，這時因為電動機繞組的散熱損壞和機械部分發熱引起的。高速時，電動機溫升變大，因此，正確使用伺服電動機前一定要對電動機的負載進行驗算；
（5） 電動機位置誤差：當伺服軸運動超過位置允差范圍時（KNDSD100出廠標準設置PA17：400，位置超差檢測范圍），伺服驅動器就會出現“4"號位置超差報警。主要原因有：系統設定的允差范圍小；伺服系統增益設置不當；位置檢測裝置有污染；進給傳動鏈累計誤差過大等；
（6）電動機不轉：數控系統到伺服驅動器除了聯結脈沖+方向信號外，還有使能控制信號，一般為DC+24 V繼電器線圈電壓。伺服電動機不轉，常用診斷方法有：檢查數控系統是否有脈沖信號輸出；檢查使能信號是否接通；通過液晶屏觀測系統輸入/出狀態是否滿足進給軸的起動條件；對帶電磁制動器的伺服電動機確認制動已經打開；驅動器有故障；伺服電動機有故障；伺服電動機和滾珠絲杠聯結聯軸節失效或鍵脫開等。
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產品型號：8GP55-060-020S2L3
更新時間：2025-08-04
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