伺服驱动器
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伺服驱动器的工作原理之位置控制器
电气控制类 上海明日之星科技有限公司 2016-12-07 16:18 发表了文章
来自上位机的指令脉冲输入（和内部脉冲量给定）与来自编码器的位置反馈脉冲，通过位置比较环的计算获得位置偏差信号，位置偏差信号经过位置控制器的处理（通常为P比例调节，在特殊情况下，也有选择PI比例积分调节）。生成速度环的速度给定指令信号，在通过速度控制数和电流控制器去控制电机的转速。
位置偏差量在转速换成速度给定指令过程中，其速度给定指令的大小由位置比例增益参数Kp来规定，因此，Kp参数设置越大，控制反应越迅速，成为刚性比较硬，反之，刚性比较软（即反应慢）。脉冲偏差易经过位置控制器乘上比例增益常数Kp，转变为速度给定指令，多以说位置控制器就是一个比例控制器。
脉冲偏差量寄存在脉冲偏差计数器中，如果清除脉冲偏差计数器为零，那表示给定速度指令为零速，伺服电机立即停止，这种特性不应用于伺服电机原点回归。
位置控制器的输入量为脉冲偏差量，输出量转换为速度给定量，因此在进行位置控制器，当前位置不等于设置位置时，就产生位置偏差量，进行电机转速的调节，当设置位置和当前位置一致时，电机转速为零，即停止。
脉冲偏差量由两种因素产生，一是上位机发出指令脉冲给驱动器，编码器反馈脉冲存在延时滞后，产生脉冲偏差量，另一部分是由于处于产生好的，当电机因负载变化，电机转轴产生相对位移，造成位置偏差量，这些都由编码器检测出来，反馈给驱动器。
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位置偏差量在转速换成速度给定指令过程中，其速度给定指令的大小由位置比例增益参数Kp来规定，因此，Kp参数设置越大，控制反应越迅速，成为刚性比较硬，反之，刚性比较软（即反应慢）。脉冲偏差易经过位置控制器乘上比例增益常数Kp，转变为速度给定指令，多以说位置控制器就是一个比例控制器。
脉冲偏差量寄存在脉冲偏差计数器中，如果清除脉冲偏差计数器为零，那表示给定速度指令为零速，伺服电机立即停止，这种特性不应用于伺服电机原点回归。
位置控制器的输入量为脉冲偏差量，输出量转换为速度给定量，因此在进行位置控制器，当前位置不等于设置位置时，就产生位置偏差量，进行电机转速的调节，当设置位置和当前位置一致时，电机转速为零，即停止。
脉冲偏差量由两种因素产生，一是上位机发出指令脉冲给驱动器，编码器反馈脉冲存在延时滞后，产生脉冲偏差量，另一部分是由于处于产生好的，当电机因负载变化，电机转轴产生相对位移，造成位置偏差量，这些都由编码器检测出来，反馈给驱动器。
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来自上位机的指令脉冲输入（和内部脉冲量给定）与来自编码器的位置反馈脉冲，通过位置比较环的计算获得位置偏差信号，位置偏差信号经过位置控制器的处理（通常为P比例调节，在特殊情况下，也有选择PI比例积分调节）。生成速度环的速度给定指令信号，在通过速度控制数和电流控制器去控制电机的转速。
位置偏差量在转速换成速度给定指令过程中，其速度给定指令的大小由位置比例增益参数Kp来规定，因此，Kp参数设置越大，控制反应越迅速，成为刚性比较硬，反之，刚性比较软（即反应慢）。脉冲偏差易经过位置控制器乘上比例增益常数Kp，转变为速度给定指令，多以说位置控制器就是一个比例控制器。
脉冲偏差量寄存在脉冲偏差计数器中，如果清除脉冲偏差计数器为零，那表示给定速度指令为零速，伺服电机立即停止，这种特性不应用于伺服电机原点回归。
位置控制器的输入量为脉冲偏差量，输出量转换为速度给定量，因此在进行位置控制器，当前位置不等于设置位置时，就产生位置偏差量，进行电机转速的调节，当设置位置和当前位置一致时，电机转速为零，即停止。
脉冲偏差量由两种因素产生，一是上位机发出指令脉冲给驱动器，编码器反馈脉冲存在延时滞后，产生脉冲偏差量，另一部分是由于处于产生好的，当电机因负载变化，电机转轴产生相对位移，造成位置偏差量，这些都由编码器检测出来，反馈给驱动器。
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干货：伺服驱动器的问与答 — 交流伺服电动机应用趋势
电气控制类 Winterfall 2016-09-28 20:46 发表了文章
伺服的应用
如果用在机床上，则控制部分硬件可以设计得相对简单一些，成本也相应低些。如果用于军工，则内部固件设计时控制算法应该更灵活，比如提供位置环滤波、速度环滤波、非线性、最优化或智能化算法。当然不需要在一个硬件部分上实现。可以面向对象做成几种类型的产品。
而交流伺服在加工中心、自动车床、电动注塑机、机械手、印刷机、包装机、弹簧机、三坐标测量仪、电火花加工机等等方面的设备有广阔的应用。
关于步进电机和交流伺服电机的性能有较大差别。步进电机是一种离散运动的装置，它和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中，步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现，交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势，运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。
虽然两者在控制方式上相似（脉冲串和方向信号），但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。如：
1、控制精度不同
2、低频特性不同
3、矩频特性不同
4、过载能力不同
5、运行性能不同
6、速度响应性能不同
交流伺服系统在性能方面优于步进电机，但在某些特定场合还是会用步进电机来做执行电动机。所以，在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、成本等多方面的因素，选用适当的控制电机。
伺服电机寻找原点时，当碰到原点开关时，马上减速停止，以此点为原点。
回原点时直接寻找编码器的Z相信号，当有Z相信号时，马上减速停止。这种回原方法一般只应用在旋转轴，且回原速度不高，精度也不高。
同步带的安装对伺服定位也有很大影响吗？这个情况，得知道伺服是不是调得很软？常见伺服是用脉冲控制的，那么，位置环的比例增益，速度环比例增益、积分时间常数分别是多少？
位置环比例增益：21rad/s
速度环比例增益：105rad/s
速度环积分时间常数：84ms
伺服应用的4大难题
1 怎样判断伺服电机与伺服驱动器的故障区别？
看驱动器上的错误、报警号，然后查手册。如果连报警都没有了，那自然就是驱动器故障，当然，还有可能是根本伺服就没有故障，而是控制信号错误导致伺服没有动作。
除了看驱动器上的错误、报警号，然后查手册外，有时最直接判断方法是更换，如X与Z轴伺服互换（型号相同才可以）。或修改参数，如把X轴锁住，不让系统检测X轴 。
但应注意：X轴与Z轴互换，即使型号相同，进口设备也可能因为负载不同、参数不同而产生问题。当然，如果是国产设备，通常不会针对使用情况调整伺服参数，一般不会有问题。但应注意X轴与Z轴电机功率转矩是否相同、电机丝杆是否直联以及电子齿轮减速比方面事宜。
2 交流同步伺服、交流异步伺服的额定转速与极数是否有关？n1=60f/2p，额定转速以下输出恒转矩，额定转速以上恒功率，那么额定转速的界定是由电机本身的机械决定还是驱动器来决定？
当然有关，同步转速n1=60f/2p，异步机还有滑差s，n=(1-s)n1，同步机n=n1，2p为极对数。控制中弱磁速度的界定是由驱动器判断的。
额定转速可以由几个方面决定：同步伺服的反电势高低、电机铁心材料允许的驱动电流交变频率、额定转矩下电机的最大功率、最高温升等，最主要还是反电势；异步电机主要受材料允许的最高频率以及极对数限制。
额定转速的界定由电机本身的机械和电器特性来决定。
3 交、直流伺服的区分是否取决于驱动器与电机间的电流或电压的形式？但直流无刷伺服的电流方向也变化？是否可以理解为交流？交流伺服是否是以直流无刷伺服的原理为基础演变的？
交流伺服通常指以正弦波驱动方式的伺服，无刷驱动相当于整流子数为6（7）的有刷直流电机的控制精度，一般低速特性较差。商业上也有称他为交流伺服，仅因为他甩掉了电刷，但特性恐怕比好的交流伺服、直流伺服有差距，10000倍的调速比无刷电机绝难达到。
直流无刷马达其实是自控式永磁同步马达的一种，不过是矩形波供电，而通常说的永磁同步马达是正弦波供电的。之所以说是“直流电机”，主要考虑到无刷马达的控制器相当于直流有刷马达的电刷和换向器，实现“电子换向”，从直流母线侧看相当于直流电机。
直流伺服用于直流电机，不是直流无刷电机；直流无刷电机与交流伺服电机其实是一回事，就是交流同步电机（交流永磁同步伺服电机）。
4 电机的极对数？
n1=60*f/2p
p一般表示电机的极对数数，2p是极数。1对极包括N极和S极，极数当然是极对数的两倍。同步电机机械转速=60*运行频率/极对数；异步电机机械转速=60*运行频率*（1-滑差率）/极对数 。
交流伺服电动机应用趋势
自动控制系统不仅在理论上飞速发展，在其应用器件上也日新月异。模块化、数字化、高精度、长寿命的器件每隔3～5年就有更新换代的产品面市。传统的交流伺服电机特性软，并且其输出特性不是单值的;步进电机一般为开环控制而无法准确定位，电动机本身还有速度谐振区，pwm调速系统对位置跟踪性能较差，变频调速较简单但精度有时不够，直流电机伺服系统以其优良的性能被广泛的应用于位置随动系统中，但其也有缺点，例如结构复杂，在超低速时死区矛盾突出，并且换向刷会带来噪声和维护保养问题。目前，新型的永磁交流伺服电机发展迅速，尤其是从方波控制发展到正弦波控制后，系统性能更好，它调速范围宽，尤其是低速性能优越。
直、交流伺服电机对比
1 两种电机的简单实验比较
将系统原先的直流误差信号直接接入交流伺服驱动器的模拟控制输入端，用交流伺服电机和它的驱动器代替原先的差分功放、电机放大机和直流伺服电机，而控制部分和测角元件等均不变。
实验目的：简单比较两种方案的输出特性。
实验过程：原先的直流伺服电机，额定电压为100v，额定转速为3000r/min，空载启动电压为2v，空载时，当其输入电压为1 v电机不转，输入电压为2～2.5v时，眼睛可观察到电机转速不匀，这是因为碳刷、油封等以及力矩角引起的不可避免的现象。而交流伺服电机因为无碳刷使其摩擦力小，还因为霍尔器件的存在而使其电磁力始终垂直于旋转半径（这既是所谓的正弦控制），从而其低速性能明显优于前者。当时将其转速放在很低，用肉眼很难分辨电机的转动，只能通过它自己的软件界面观察指示的电枢位置在转动，也观察不到爬行现象发生，用手也感觉不到有特性软的现象，原先直流系统低速要求为0.1°/s，若用交流电机估计低速至少可到0.01°/s。采用交流伺服系统，是对低速性能要求高的系统最为简单可行的方法。
实验结果：交流伺服电机的输出特性画法也和直流伺服电机完全不同，它不是负斜率的一组直线，而是几乎画成矩形。这也说明了输出特性硬，速度范围宽。
2 归纳两种电机的不同之处
功率驱动
对于在雷达上经常使用的直流伺服系统的驱动电动机功率放大部分，当天线重量轻，转速慢，驱动功率较小时，一般为几十瓦，可以直接用直流电源控制电动机。当驱动功率要求在近千瓦或千瓦以上时，选择驱动方案，也即放大直流电动机的电枢电流，就是设计伺服系统的重要部分。大功率直流电源目前采用较多的有：晶体管功放、晶闸管功放和电机放大机等等。对于千瓦级的晶体管功放使用的较少。可控硅技术在上世纪60～70年代初得到快速的发展和广泛的应用，但因当时的各方面原因，如可靠性等，不少产品放弃了可控硅控制。目前的集成驱动模块一般都为晶体管或晶闸管制造。电机放大机是传统的直流伺服电机的功放装置，因其控制简单，结实耐用，目前的新型号的雷达产品上仍有采用。下面主要以放大电机为例，和交流伺服电机比较其优缺点。
放大电机常称为扩大机，一般是用交流异步感应电动机拖动串联的两级直流发电机组，以此来实现直流控制。两组控制绕组，每组的输入阻抗为几千欧，若串接使用输入阻抗约10千欧，一般为互补平衡对称输入，当系统输入不为零时打破其平衡，使放大电机有输出信号。当输入电流为十几到几十毫安时其输出可达100v以上的直流电压和几安到几十安的电流，直接接到直流伺服电机的电枢绕组上。其主要缺点是体积重量大，非线性度，尤其在零点附近不是很好，这对于要求高的系统需要仔细处理。
而交流伺服电机都配有专门的驱动器，它在体积和重量上远小于同功率的放大电机，它靠内部的晶体管或晶闸管组成的开关电路，根据伺服电机内的光电编码器或霍尔器件判断转子当时的位置，决定驱动电机的a、b、c三相应输出的状态，因此它的效率和平稳性都很好。所以不像控制放大电机需要做专门的功放电路。这种电机一般都为永磁式的，驱动器产生的a、b、c三相变化的电流控制电机转动，因此称为交流伺服电机;驱动器输入的控制信号可以是脉冲串，也可以是直流电压信号（一般为±10v），所以也有将其称为直流无刷电动机。
安全保护
较大天线伺服系统的保护应是一个重要的设计环节，因为一旦失控，可能引起重大的设备损坏或人身事故。国外有些雷达在这方面有十种左右的保护措施，如某些系统的门打开后将使伺服电机不能启动等。
过流过载保护电路的敏感元件最好设计在靠近电机的直接控制部分，但这里的电流很大，使设计有一定的困难。常用的熔断器、热继电器等器件，往往因其升温到动作完成须有一定的时间，使其对瞬间就损坏设备的故障不能起到保护作用。例如曾经因某型号雷达跟随器的运放失效而使电容充电时间加长，平常还不容易发现此类故障，从而使测角元件双通道电感移相器的粗精纠错部分出错，因此输出的天线角度值叠加了一个粗大误差，（粗精比为1:32，粗大误差为11°15′）并反复出现，称之为“跳大点”。因系统的开环增益在两千倍以上，当随动系统判断到这个大失调角时，以最大的加速度达到最大的速度，去追赶这个失调角，从而使电机高速旋转时突然判断反转，这不但很容易引起永磁电机退磁使性能降低，当时还使减速机彻底损坏，但是这时熔断器、热继电器等无一动作。现在采用数字计算机可以较容易的判断这类现象，但因干扰、通讯等原因，不能将此类宝完全押在计算机上。而交流伺服电机，数据处理芯片安装在驱动器内，驱动器的i/o口都经过光耦隔离，因此可靠性好；并有许多现成可用的功能方便使用，如力矩电流限制，速度限制，加速度限制等等。
直流电机的额定过载线，如果不外接专门的限制断路器件，则额定线仅仅是在图上画出的，传递函数中并无此饱和线，顶多也就是超过此线后线性度可能有所降低。而交流电机的额定过载线却是实实在在的存在，一旦超过此线则系统立即停止。因此，一来可靠的保护了系统不会损坏，二来设计时要注意这个区别，尤其是不能随便停机的系统，电机的功率要有足够的余量。
控制方法
采用交流伺服电机，可以使控制部分的设计简单，也可以容易的代替原先系统的驱动电机部分。系统构成典型的方法是:
上位机如pc机、plc、嵌入机等;随动系统中主要用于调试系统，以及完成系统通讯，信号采集等其他任务，控制任务可以放在上位机内，也可放在控制器中;
多轴控制器，一般可控制2至8个轴，可构成方位、俯仰、横滚等轴的控制，对于单轴控制，常使用带控制器的驱动器，可省去这一项;
驱动器，多为专用的，和电机配套出售;
总之，采用这种方案，可以省去许多硬件电路和软件计算编程工作，实现模块化，提高了可靠性和可维修性。
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如果用在机床上，则控制部分硬件可以设计得相对简单一些，成本也相应低些。如果用于军工，则内部固件设计时控制算法应该更灵活，比如提供位置环滤波、速度环滤波、非线性、最优化或智能化算法。当然不需要在一个硬件部分上实现。可以面向对象做成几种类型的产品。
而交流伺服在加工中心、自动车床、电动注塑机、机械手、印刷机、包装机、弹簧机、三坐标测量仪、电火花加工机等等方面的设备有广阔的应用。
关于步进电机和交流伺服电机的性能有较大差别。步进电机是一种离散运动的装置，它和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中，步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现，交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势，运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。
虽然两者在控制方式上相似（脉冲串和方向信号），但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。如：
1、控制精度不同
2、低频特性不同
3、矩频特性不同
4、过载能力不同
5、运行性能不同
6、速度响应性能不同
交流伺服系统在性能方面优于步进电机，但在某些特定场合还是会用步进电机来做执行电动机。所以，在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、成本等多方面的因素，选用适当的控制电机。
伺服电机寻找原点时，当碰到原点开关时，马上减速停止，以此点为原点。
回原点时直接寻找编码器的Z相信号，当有Z相信号时，马上减速停止。这种回原方法一般只应用在旋转轴，且回原速度不高，精度也不高。
同步带的安装对伺服定位也有很大影响吗？这个情况，得知道伺服是不是调得很软？常见伺服是用脉冲控制的，那么，位置环的比例增益，速度环比例增益、积分时间常数分别是多少？
位置环比例增益：21rad/s
速度环比例增益：105rad/s
速度环积分时间常数：84ms
伺服应用的4大难题
1 怎样判断伺服电机与伺服驱动器的故障区别？
看驱动器上的错误、报警号，然后查手册。如果连报警都没有了，那自然就是驱动器故障，当然，还有可能是根本伺服就没有故障，而是控制信号错误导致伺服没有动作。
除了看驱动器上的错误、报警号，然后查手册外，有时最直接判断方法是更换，如X与Z轴伺服互换（型号相同才可以）。或修改参数，如把X轴锁住，不让系统检测X轴 。
但应注意：X轴与Z轴互换，即使型号相同，进口设备也可能因为负载不同、参数不同而产生问题。当然，如果是国产设备，通常不会针对使用情况调整伺服参数，一般不会有问题。但应注意X轴与Z轴电机功率转矩是否相同、电机丝杆是否直联以及电子齿轮减速比方面事宜。
2 交流同步伺服、交流异步伺服的额定转速与极数是否有关？n1=60f/2p，额定转速以下输出恒转矩，额定转速以上恒功率，那么额定转速的界定是由电机本身的机械决定还是驱动器来决定？
当然有关，同步转速n1=60f/2p，异步机还有滑差s，n=(1-s)n1，同步机n=n1，2p为极对数。控制中弱磁速度的界定是由驱动器判断的。
额定转速可以由几个方面决定：同步伺服的反电势高低、电机铁心材料允许的驱动电流交变频率、额定转矩下电机的最大功率、最高温升等，最主要还是反电势；异步电机主要受材料允许的最高频率以及极对数限制。
额定转速的界定由电机本身的机械和电器特性来决定。
3 交、直流伺服的区分是否取决于驱动器与电机间的电流或电压的形式？但直流无刷伺服的电流方向也变化？是否可以理解为交流？交流伺服是否是以直流无刷伺服的原理为基础演变的？
交流伺服通常指以正弦波驱动方式的伺服，无刷驱动相当于整流子数为6（7）的有刷直流电机的控制精度，一般低速特性较差。商业上也有称他为交流伺服，仅因为他甩掉了电刷，但特性恐怕比好的交流伺服、直流伺服有差距，10000倍的调速比无刷电机绝难达到。
直流无刷马达其实是自控式永磁同步马达的一种，不过是矩形波供电，而通常说的永磁同步马达是正弦波供电的。之所以说是“直流电机”，主要考虑到无刷马达的控制器相当于直流有刷马达的电刷和换向器，实现“电子换向”，从直流母线侧看相当于直流电机。
直流伺服用于直流电机，不是直流无刷电机；直流无刷电机与交流伺服电机其实是一回事，就是交流同步电机（交流永磁同步伺服电机）。
4 电机的极对数？
n1=60*f/2p
p一般表示电机的极对数数，2p是极数。1对极包括N极和S极，极数当然是极对数的两倍。同步电机机械转速=60*运行频率/极对数；异步电机机械转速=60*运行频率*（1-滑差率）/极对数 。
交流伺服电动机应用趋势
自动控制系统不仅在理论上飞速发展，在其应用器件上也日新月异。模块化、数字化、高精度、长寿命的器件每隔3～5年就有更新换代的产品面市。传统的交流伺服电机特性软，并且其输出特性不是单值的;步进电机一般为开环控制而无法准确定位，电动机本身还有速度谐振区，pwm调速系统对位置跟踪性能较差，变频调速较简单但精度有时不够，直流电机伺服系统以其优良的性能被广泛的应用于位置随动系统中，但其也有缺点，例如结构复杂，在超低速时死区矛盾突出，并且换向刷会带来噪声和维护保养问题。目前，新型的永磁交流伺服电机发展迅速，尤其是从方波控制发展到正弦波控制后，系统性能更好，它调速范围宽，尤其是低速性能优越。
直、交流伺服电机对比
1 两种电机的简单实验比较
将系统原先的直流误差信号直接接入交流伺服驱动器的模拟控制输入端，用交流伺服电机和它的驱动器代替原先的差分功放、电机放大机和直流伺服电机，而控制部分和测角元件等均不变。
实验目的：简单比较两种方案的输出特性。
实验过程：原先的直流伺服电机，额定电压为100v，额定转速为3000r/min，空载启动电压为2v，空载时，当其输入电压为1 v电机不转，输入电压为2～2.5v时，眼睛可观察到电机转速不匀，这是因为碳刷、油封等以及力矩角引起的不可避免的现象。而交流伺服电机因为无碳刷使其摩擦力小，还因为霍尔器件的存在而使其电磁力始终垂直于旋转半径（这既是所谓的正弦控制），从而其低速性能明显优于前者。当时将其转速放在很低，用肉眼很难分辨电机的转动，只能通过它自己的软件界面观察指示的电枢位置在转动，也观察不到爬行现象发生，用手也感觉不到有特性软的现象，原先直流系统低速要求为0.1°/s，若用交流电机估计低速至少可到0.01°/s。采用交流伺服系统，是对低速性能要求高的系统最为简单可行的方法。
实验结果：交流伺服电机的输出特性画法也和直流伺服电机完全不同，它不是负斜率的一组直线，而是几乎画成矩形。这也说明了输出特性硬，速度范围宽。
2 归纳两种电机的不同之处
功率驱动
对于在雷达上经常使用的直流伺服系统的驱动电动机功率放大部分，当天线重量轻，转速慢，驱动功率较小时，一般为几十瓦，可以直接用直流电源控制电动机。当驱动功率要求在近千瓦或千瓦以上时，选择驱动方案，也即放大直流电动机的电枢电流，就是设计伺服系统的重要部分。大功率直流电源目前采用较多的有：晶体管功放、晶闸管功放和电机放大机等等。对于千瓦级的晶体管功放使用的较少。可控硅技术在上世纪60～70年代初得到快速的发展和广泛的应用，但因当时的各方面原因，如可靠性等，不少产品放弃了可控硅控制。目前的集成驱动模块一般都为晶体管或晶闸管制造。电机放大机是传统的直流伺服电机的功放装置，因其控制简单，结实耐用，目前的新型号的雷达产品上仍有采用。下面主要以放大电机为例，和交流伺服电机比较其优缺点。
放大电机常称为扩大机，一般是用交流异步感应电动机拖动串联的两级直流发电机组，以此来实现直流控制。两组控制绕组，每组的输入阻抗为几千欧，若串接使用输入阻抗约10千欧，一般为互补平衡对称输入，当系统输入不为零时打破其平衡，使放大电机有输出信号。当输入电流为十几到几十毫安时其输出可达100v以上的直流电压和几安到几十安的电流，直接接到直流伺服电机的电枢绕组上。其主要缺点是体积重量大，非线性度，尤其在零点附近不是很好，这对于要求高的系统需要仔细处理。
而交流伺服电机都配有专门的驱动器，它在体积和重量上远小于同功率的放大电机，它靠内部的晶体管或晶闸管组成的开关电路，根据伺服电机内的光电编码器或霍尔器件判断转子当时的位置，决定驱动电机的a、b、c三相应输出的状态，因此它的效率和平稳性都很好。所以不像控制放大电机需要做专门的功放电路。这种电机一般都为永磁式的，驱动器产生的a、b、c三相变化的电流控制电机转动，因此称为交流伺服电机;驱动器输入的控制信号可以是脉冲串，也可以是直流电压信号（一般为±10v），所以也有将其称为直流无刷电动机。
安全保护
较大天线伺服系统的保护应是一个重要的设计环节，因为一旦失控，可能引起重大的设备损坏或人身事故。国外有些雷达在这方面有十种左右的保护措施，如某些系统的门打开后将使伺服电机不能启动等。
过流过载保护电路的敏感元件最好设计在靠近电机的直接控制部分，但这里的电流很大，使设计有一定的困难。常用的熔断器、热继电器等器件，往往因其升温到动作完成须有一定的时间，使其对瞬间就损坏设备的故障不能起到保护作用。例如曾经因某型号雷达跟随器的运放失效而使电容充电时间加长，平常还不容易发现此类故障，从而使测角元件双通道电感移相器的粗精纠错部分出错，因此输出的天线角度值叠加了一个粗大误差，（粗精比为1:32，粗大误差为11°15′）并反复出现，称之为“跳大点”。因系统的开环增益在两千倍以上，当随动系统判断到这个大失调角时，以最大的加速度达到最大的速度，去追赶这个失调角，从而使电机高速旋转时突然判断反转，这不但很容易引起永磁电机退磁使性能降低，当时还使减速机彻底损坏，但是这时熔断器、热继电器等无一动作。现在采用数字计算机可以较容易的判断这类现象，但因干扰、通讯等原因，不能将此类宝完全押在计算机上。而交流伺服电机，数据处理芯片安装在驱动器内，驱动器的i/o口都经过光耦隔离，因此可靠性好；并有许多现成可用的功能方便使用，如力矩电流限制，速度限制，加速度限制等等。
直流电机的额定过载线，如果不外接专门的限制断路器件，则额定线仅仅是在图上画出的，传递函数中并无此饱和线，顶多也就是超过此线后线性度可能有所降低。而交流电机的额定过载线却是实实在在的存在，一旦超过此线则系统立即停止。因此，一来可靠的保护了系统不会损坏，二来设计时要注意这个区别，尤其是不能随便停机的系统，电机的功率要有足够的余量。
控制方法
采用交流伺服电机，可以使控制部分的设计简单，也可以容易的代替原先系统的驱动电机部分。系统构成典型的方法是:
上位机如pc机、plc、嵌入机等;随动系统中主要用于调试系统，以及完成系统通讯，信号采集等其他任务，控制任务可以放在上位机内，也可放在控制器中;
多轴控制器，一般可控制2至8个轴，可构成方位、俯仰、横滚等轴的控制，对于单轴控制，常使用带控制器的驱动器，可省去这一项;
驱动器，多为专用的，和电机配套出售;
总之，采用这种方案，可以省去许多硬件电路和软件计算编程工作，实现模块化，提高了可靠性和可维修性。
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伺服的应用
如果用在机床上，则控制部分硬件可以设计得相对简单一些，成本也相应低些。如果用于军工，则内部固件设计时控制算法应该更灵活，比如提供位置环滤波、速度环滤波、非线性、最优化或智能化算法。当然不需要在一个硬件部分上实现。可以面向对象做成几种类型的产品。
而交流伺服在加工中心、自动车床、电动注塑机、机械手、印刷机、包装机、弹簧机、三坐标测量仪、电火花加工机等等方面的设备有广阔的应用。
关于步进电机和交流伺服电机的性能有较大差别。步进电机是一种离散运动的装置，它和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中，步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现，交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势，运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。
虽然两者在控制方式上相似（脉冲串和方向信号），但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。如：
1、控制精度不同
2、低频特性不同
3、矩频特性不同
4、过载能力不同
5、运行性能不同
6、速度响应性能不同
交流伺服系统在性能方面优于步进电机，但在某些特定场合还是会用步进电机来做执行电动机。所以，在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、成本等多方面的因素，选用适当的控制电机。
伺服电机寻找原点时，当碰到原点开关时，马上减速停止，以此点为原点。
回原点时直接寻找编码器的Z相信号，当有Z相信号时，马上减速停止。这种回原方法一般只应用在旋转轴，且回原速度不高，精度也不高。
同步带的安装对伺服定位也有很大影响吗？这个情况，得知道伺服是不是调得很软？常见伺服是用脉冲控制的，那么，位置环的比例增益，速度环比例增益、积分时间常数分别是多少？
位置环比例增益：21rad/s
速度环比例增益：105rad/s
速度环积分时间常数：84ms
伺服应用的4大难题
1 怎样判断伺服电机与伺服驱动器的故障区别？
看驱动器上的错误、报警号，然后查手册。如果连报警都没有了，那自然就是驱动器故障，当然，还有可能是根本伺服就没有故障，而是控制信号错误导致伺服没有动作。
除了看驱动器上的错误、报警号，然后查手册外，有时最直接判断方法是更换，如X与Z轴伺服互换（型号相同才可以）。或修改参数，如把X轴锁住，不让系统检测X轴 。
但应注意：X轴与Z轴互换，即使型号相同，进口设备也可能因为负载不同、参数不同而产生问题。当然，如果是国产设备，通常不会针对使用情况调整伺服参数，一般不会有问题。但应注意X轴与Z轴电机功率转矩是否相同、电机丝杆是否直联以及电子齿轮减速比方面事宜。
2 交流同步伺服、交流异步伺服的额定转速与极数是否有关？n1=60f/2p，额定转速以下输出恒转矩，额定转速以上恒功率，那么额定转速的界定是由电机本身的机械决定还是驱动器来决定？
当然有关，同步转速n1=60f/2p，异步机还有滑差s，n=(1-s)n1，同步机n=n1，2p为极对数。控制中弱磁速度的界定是由驱动器判断的。
额定转速可以由几个方面决定：同步伺服的反电势高低、电机铁心材料允许的驱动电流交变频率、额定转矩下电机的最大功率、最高温升等，最主要还是反电势；异步电机主要受材料允许的最高频率以及极对数限制。
额定转速的界定由电机本身的机械和电器特性来决定。
3 交、直流伺服的区分是否取决于驱动器与电机间的电流或电压的形式？但直流无刷伺服的电流方向也变化？是否可以理解为交流？交流伺服是否是以直流无刷伺服的原理为基础演变的？
交流伺服通常指以正弦波驱动方式的伺服，无刷驱动相当于整流子数为6（7）的有刷直流电机的控制精度，一般低速特性较差。商业上也有称他为交流伺服，仅因为他甩掉了电刷，但特性恐怕比好的交流伺服、直流伺服有差距，10000倍的调速比无刷电机绝难达到。
直流无刷马达其实是自控式永磁同步马达的一种，不过是矩形波供电，而通常说的永磁同步马达是正弦波供电的。之所以说是“直流电机”，主要考虑到无刷马达的控制器相当于直流有刷马达的电刷和换向器，实现“电子换向”，从直流母线侧看相当于直流电机。
直流伺服用于直流电机，不是直流无刷电机；直流无刷电机与交流伺服电机其实是一回事，就是交流同步电机（交流永磁同步伺服电机）。
4 电机的极对数？
n1=60*f/2p
p一般表示电机的极对数数，2p是极数。1对极包括N极和S极，极数当然是极对数的两倍。同步电机机械转速=60*运行频率/极对数；异步电机机械转速=60*运行频率*（1-滑差率）/极对数 。
交流伺服电动机应用趋势
自动控制系统不仅在理论上飞速发展，在其应用器件上也日新月异。模块化、数字化、高精度、长寿命的器件每隔3～5年就有更新换代的产品面市。传统的交流伺服电机特性软，并且其输出特性不是单值的;步进电机一般为开环控制而无法准确定位，电动机本身还有速度谐振区，pwm调速系统对位置跟踪性能较差，变频调速较简单但精度有时不够，直流电机伺服系统以其优良的性能被广泛的应用于位置随动系统中，但其也有缺点，例如结构复杂，在超低速时死区矛盾突出，并且换向刷会带来噪声和维护保养问题。目前，新型的永磁交流伺服电机发展迅速，尤其是从方波控制发展到正弦波控制后，系统性能更好，它调速范围宽，尤其是低速性能优越。
直、交流伺服电机对比
1 两种电机的简单实验比较
将系统原先的直流误差信号直接接入交流伺服驱动器的模拟控制输入端，用交流伺服电机和它的驱动器代替原先的差分功放、电机放大机和直流伺服电机，而控制部分和测角元件等均不变。
实验目的：简单比较两种方案的输出特性。
实验过程：原先的直流伺服电机，额定电压为100v，额定转速为3000r/min，空载启动电压为2v，空载时，当其输入电压为1 v电机不转，输入电压为2～2.5v时，眼睛可观察到电机转速不匀，这是因为碳刷、油封等以及力矩角引起的不可避免的现象。而交流伺服电机因为无碳刷使其摩擦力小，还因为霍尔器件的存在而使其电磁力始终垂直于旋转半径（这既是所谓的正弦控制），从而其低速性能明显优于前者。当时将其转速放在很低，用肉眼很难分辨电机的转动，只能通过它自己的软件界面观察指示的电枢位置在转动，也观察不到爬行现象发生，用手也感觉不到有特性软的现象，原先直流系统低速要求为0.1°/s，若用交流电机估计低速至少可到0.01°/s。采用交流伺服系统，是对低速性能要求高的系统最为简单可行的方法。
实验结果：交流伺服电机的输出特性画法也和直流伺服电机完全不同，它不是负斜率的一组直线，而是几乎画成矩形。这也说明了输出特性硬，速度范围宽。
2 归纳两种电机的不同之处
功率驱动
对于在雷达上经常使用的直流伺服系统的驱动电动机功率放大部分，当天线重量轻，转速慢，驱动功率较小时，一般为几十瓦，可以直接用直流电源控制电动机。当驱动功率要求在近千瓦或千瓦以上时，选择驱动方案，也即放大直流电动机的电枢电流，就是设计伺服系统的重要部分。大功率直流电源目前采用较多的有：晶体管功放、晶闸管功放和电机放大机等等。对于千瓦级的晶体管功放使用的较少。可控硅技术在上世纪60～70年代初得到快速的发展和广泛的应用，但因当时的各方面原因，如可靠性等，不少产品放弃了可控硅控制。目前的集成驱动模块一般都为晶体管或晶闸管制造。电机放大机是传统的直流伺服电机的功放装置，因其控制简单，结实耐用，目前的新型号的雷达产品上仍有采用。下面主要以放大电机为例，和交流伺服电机比较其优缺点。
放大电机常称为扩大机，一般是用交流异步感应电动机拖动串联的两级直流发电机组，以此来实现直流控制。两组控制绕组，每组的输入阻抗为几千欧，若串接使用输入阻抗约10千欧，一般为互补平衡对称输入，当系统输入不为零时打破其平衡，使放大电机有输出信号。当输入电流为十几到几十毫安时其输出可达100v以上的直流电压和几安到几十安的电流，直接接到直流伺服电机的电枢绕组上。其主要缺点是体积重量大，非线性度，尤其在零点附近不是很好，这对于要求高的系统需要仔细处理。
而交流伺服电机都配有专门的驱动器，它在体积和重量上远小于同功率的放大电机，它靠内部的晶体管或晶闸管组成的开关电路，根据伺服电机内的光电编码器或霍尔器件判断转子当时的位置，决定驱动电机的a、b、c三相应输出的状态，因此它的效率和平稳性都很好。所以不像控制放大电机需要做专门的功放电路。这种电机一般都为永磁式的，驱动器产生的a、b、c三相变化的电流控制电机转动，因此称为交流伺服电机;驱动器输入的控制信号可以是脉冲串，也可以是直流电压信号（一般为±10v），所以也有将其称为直流无刷电动机。
安全保护
较大天线伺服系统的保护应是一个重要的设计环节，因为一旦失控，可能引起重大的设备损坏或人身事故。国外有些雷达在这方面有十种左右的保护措施，如某些系统的门打开后将使伺服电机不能启动等。
过流过载保护电路的敏感元件最好设计在靠近电机的直接控制部分，但这里的电流很大，使设计有一定的困难。常用的熔断器、热继电器等器件，往往因其升温到动作完成须有一定的时间，使其对瞬间就损坏设备的故障不能起到保护作用。例如曾经因某型号雷达跟随器的运放失效而使电容充电时间加长，平常还不容易发现此类故障，从而使测角元件双通道电感移相器的粗精纠错部分出错，因此输出的天线角度值叠加了一个粗大误差，（粗精比为1:32，粗大误差为11°15′）并反复出现，称之为“跳大点”。因系统的开环增益在两千倍以上，当随动系统判断到这个大失调角时，以最大的加速度达到最大的速度，去追赶这个失调角，从而使电机高速旋转时突然判断反转，这不但很容易引起永磁电机退磁使性能降低，当时还使减速机彻底损坏，但是这时熔断器、热继电器等无一动作。现在采用数字计算机可以较容易的判断这类现象，但因干扰、通讯等原因，不能将此类宝完全押在计算机上。而交流伺服电机，数据处理芯片安装在驱动器内，驱动器的i/o口都经过光耦隔离，因此可靠性好；并有许多现成可用的功能方便使用，如力矩电流限制，速度限制，加速度限制等等。
直流电机的额定过载线，如果不外接专门的限制断路器件，则额定线仅仅是在图上画出的，传递函数中并无此饱和线，顶多也就是超过此线后线性度可能有所降低。而交流电机的额定过载线却是实实在在的存在，一旦超过此线则系统立即停止。因此，一来可靠的保护了系统不会损坏，二来设计时要注意这个区别，尤其是不能随便停机的系统，电机的功率要有足够的余量。
控制方法
采用交流伺服电机，可以使控制部分的设计简单，也可以容易的代替原先系统的驱动电机部分。系统构成典型的方法是:
上位机如pc机、plc、嵌入机等;随动系统中主要用于调试系统，以及完成系统通讯，信号采集等其他任务，控制任务可以放在上位机内，也可放在控制器中;
多轴控制器，一般可控制2至8个轴，可构成方位、俯仰、横滚等轴的控制，对于单轴控制，常使用带控制器的驱动器，可省去这一项;
驱动器，多为专用的，和电机配套出售;
总之，采用这种方案，可以省去许多硬件电路和软件计算编程工作，实现模块化，提高了可靠性和可维修性。
来源：网络
如果用在机床上，则控制部分硬件可以设计得相对简单一些，成本也相应低些。如果用于军工，则内部固件设计时控制算法应该更灵活，比如提供位置环滤波、速度环滤波、非线性、最优化或智能化算法。当然不需要在一个硬件部分上实现。可以面向对象做成几种类型的产品。
而交流伺服在加工中心、自动车床、电动注塑机、机械手、印刷机、包装机、弹簧机、三坐标测量仪、电火花加工机等等方面的设备有广阔的应用。
关于步进电机和交流伺服电机的性能有较大差别。步进电机是一种离散运动的装置，它和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中，步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现，交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势，运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。
虽然两者在控制方式上相似（脉冲串和方向信号），但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。如：
1、控制精度不同
2、低频特性不同
3、矩频特性不同
4、过载能力不同
5、运行性能不同
6、速度响应性能不同
交流伺服系统在性能方面优于步进电机，但在某些特定场合还是会用步进电机来做执行电动机。所以，在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、成本等多方面的因素，选用适当的控制电机。
伺服电机寻找原点时，当碰到原点开关时，马上减速停止，以此点为原点。
回原点时直接寻找编码器的Z相信号，当有Z相信号时，马上减速停止。这种回原方法一般只应用在旋转轴，且回原速度不高，精度也不高。
同步带的安装对伺服定位也有很大影响吗？这个情况，得知道伺服是不是调得很软？常见伺服是用脉冲控制的，那么，位置环的比例增益，速度环比例增益、积分时间常数分别是多少？
位置环比例增益：21rad/s
速度环比例增益：105rad/s
速度环积分时间常数：84ms
伺服应用的4大难题
1 怎样判断伺服电机与伺服驱动器的故障区别？
看驱动器上的错误、报警号，然后查手册。如果连报警都没有了，那自然就是驱动器故障，当然，还有可能是根本伺服就没有故障，而是控制信号错误导致伺服没有动作。
除了看驱动器上的错误、报警号，然后查手册外，有时最直接判断方法是更换，如X与Z轴伺服互换（型号相同才可以）。或修改参数，如把X轴锁住，不让系统检测X轴 。
但应注意：X轴与Z轴互换，即使型号相同，进口设备也可能因为负载不同、参数不同而产生问题。当然，如果是国产设备，通常不会针对使用情况调整伺服参数，一般不会有问题。但应注意X轴与Z轴电机功率转矩是否相同、电机丝杆是否直联以及电子齿轮减速比方面事宜。
2 交流同步伺服、交流异步伺服的额定转速与极数是否有关？n1=60f/2p，额定转速以下输出恒转矩，额定转速以上恒功率，那么额定转速的界定是由电机本身的机械决定还是驱动器来决定？
当然有关，同步转速n1=60f/2p，异步机还有滑差s，n=(1-s)n1，同步机n=n1，2p为极对数。控制中弱磁速度的界定是由驱动器判断的。
额定转速可以由几个方面决定：同步伺服的反电势高低、电机铁心材料允许的驱动电流交变频率、额定转矩下电机的最大功率、最高温升等，最主要还是反电势；异步电机主要受材料允许的最高频率以及极对数限制。
额定转速的界定由电机本身的机械和电器特性来决定。
3 交、直流伺服的区分是否取决于驱动器与电机间的电流或电压的形式？但直流无刷伺服的电流方向也变化？是否可以理解为交流？交流伺服是否是以直流无刷伺服的原理为基础演变的？
交流伺服通常指以正弦波驱动方式的伺服，无刷驱动相当于整流子数为6（7）的有刷直流电机的控制精度，一般低速特性较差。商业上也有称他为交流伺服，仅因为他甩掉了电刷，但特性恐怕比好的交流伺服、直流伺服有差距，10000倍的调速比无刷电机绝难达到。
直流无刷马达其实是自控式永磁同步马达的一种，不过是矩形波供电，而通常说的永磁同步马达是正弦波供电的。之所以说是“直流电机”，主要考虑到无刷马达的控制器相当于直流有刷马达的电刷和换向器，实现“电子换向”，从直流母线侧看相当于直流电机。
直流伺服用于直流电机，不是直流无刷电机；直流无刷电机与交流伺服电机其实是一回事，就是交流同步电机（交流永磁同步伺服电机）。
4 电机的极对数？
n1=60*f/2p
p一般表示电机的极对数数，2p是极数。1对极包括N极和S极，极数当然是极对数的两倍。同步电机机械转速=60*运行频率/极对数；异步电机机械转速=60*运行频率*（1-滑差率）/极对数 。
交流伺服电动机应用趋势
自动控制系统不仅在理论上飞速发展，在其应用器件上也日新月异。模块化、数字化、高精度、长寿命的器件每隔3～5年就有更新换代的产品面市。传统的交流伺服电机特性软，并且其输出特性不是单值的;步进电机一般为开环控制而无法准确定位，电动机本身还有速度谐振区，pwm调速系统对位置跟踪性能较差，变频调速较简单但精度有时不够，直流电机伺服系统以其优良的性能被广泛的应用于位置随动系统中，但其也有缺点，例如结构复杂，在超低速时死区矛盾突出，并且换向刷会带来噪声和维护保养问题。目前，新型的永磁交流伺服电机发展迅速，尤其是从方波控制发展到正弦波控制后，系统性能更好，它调速范围宽，尤其是低速性能优越。
直、交流伺服电机对比
1 两种电机的简单实验比较
将系统原先的直流误差信号直接接入交流伺服驱动器的模拟控制输入端，用交流伺服电机和它的驱动器代替原先的差分功放、电机放大机和直流伺服电机，而控制部分和测角元件等均不变。
实验目的：简单比较两种方案的输出特性。
实验过程：原先的直流伺服电机，额定电压为100v，额定转速为3000r/min，空载启动电压为2v，空载时，当其输入电压为1 v电机不转，输入电压为2～2.5v时，眼睛可观察到电机转速不匀，这是因为碳刷、油封等以及力矩角引起的不可避免的现象。而交流伺服电机因为无碳刷使其摩擦力小，还因为霍尔器件的存在而使其电磁力始终垂直于旋转半径（这既是所谓的正弦控制），从而其低速性能明显优于前者。当时将其转速放在很低，用肉眼很难分辨电机的转动，只能通过它自己的软件界面观察指示的电枢位置在转动，也观察不到爬行现象发生，用手也感觉不到有特性软的现象，原先直流系统低速要求为0.1°/s，若用交流电机估计低速至少可到0.01°/s。采用交流伺服系统，是对低速性能要求高的系统最为简单可行的方法。
实验结果：交流伺服电机的输出特性画法也和直流伺服电机完全不同，它不是负斜率的一组直线，而是几乎画成矩形。这也说明了输出特性硬，速度范围宽。
2 归纳两种电机的不同之处
功率驱动
对于在雷达上经常使用的直流伺服系统的驱动电动机功率放大部分，当天线重量轻，转速慢，驱动功率较小时，一般为几十瓦，可以直接用直流电源控制电动机。当驱动功率要求在近千瓦或千瓦以上时，选择驱动方案，也即放大直流电动机的电枢电流，就是设计伺服系统的重要部分。大功率直流电源目前采用较多的有：晶体管功放、晶闸管功放和电机放大机等等。对于千瓦级的晶体管功放使用的较少。可控硅技术在上世纪60～70年代初得到快速的发展和广泛的应用，但因当时的各方面原因，如可靠性等，不少产品放弃了可控硅控制。目前的集成驱动模块一般都为晶体管或晶闸管制造。电机放大机是传统的直流伺服电机的功放装置，因其控制简单，结实耐用，目前的新型号的雷达产品上仍有采用。下面主要以放大电机为例，和交流伺服电机比较其优缺点。
放大电机常称为扩大机，一般是用交流异步感应电动机拖动串联的两级直流发电机组，以此来实现直流控制。两组控制绕组，每组的输入阻抗为几千欧，若串接使用输入阻抗约10千欧，一般为互补平衡对称输入，当系统输入不为零时打破其平衡，使放大电机有输出信号。当输入电流为十几到几十毫安时其输出可达100v以上的直流电压和几安到几十安的电流，直接接到直流伺服电机的电枢绕组上。其主要缺点是体积重量大，非线性度，尤其在零点附近不是很好，这对于要求高的系统需要仔细处理。
而交流伺服电机都配有专门的驱动器，它在体积和重量上远小于同功率的放大电机，它靠内部的晶体管或晶闸管组成的开关电路，根据伺服电机内的光电编码器或霍尔器件判断转子当时的位置，决定驱动电机的a、b、c三相应输出的状态，因此它的效率和平稳性都很好。所以不像控制放大电机需要做专门的功放电路。这种电机一般都为永磁式的，驱动器产生的a、b、c三相变化的电流控制电机转动，因此称为交流伺服电机;驱动器输入的控制信号可以是脉冲串，也可以是直流电压信号（一般为±10v），所以也有将其称为直流无刷电动机。
安全保护
较大天线伺服系统的保护应是一个重要的设计环节，因为一旦失控，可能引起重大的设备损坏或人身事故。国外有些雷达在这方面有十种左右的保护措施，如某些系统的门打开后将使伺服电机不能启动等。
过流过载保护电路的敏感元件最好设计在靠近电机的直接控制部分，但这里的电流很大，使设计有一定的困难。常用的熔断器、热继电器等器件，往往因其升温到动作完成须有一定的时间，使其对瞬间就损坏设备的故障不能起到保护作用。例如曾经因某型号雷达跟随器的运放失效而使电容充电时间加长，平常还不容易发现此类故障，从而使测角元件双通道电感移相器的粗精纠错部分出错，因此输出的天线角度值叠加了一个粗大误差，（粗精比为1:32，粗大误差为11°15′）并反复出现，称之为“跳大点”。因系统的开环增益在两千倍以上，当随动系统判断到这个大失调角时，以最大的加速度达到最大的速度，去追赶这个失调角，从而使电机高速旋转时突然判断反转，这不但很容易引起永磁电机退磁使性能降低，当时还使减速机彻底损坏，但是这时熔断器、热继电器等无一动作。现在采用数字计算机可以较容易的判断这类现象，但因干扰、通讯等原因，不能将此类宝完全押在计算机上。而交流伺服电机，数据处理芯片安装在驱动器内，驱动器的i/o口都经过光耦隔离，因此可靠性好；并有许多现成可用的功能方便使用，如力矩电流限制，速度限制，加速度限制等等。
直流电机的额定过载线，如果不外接专门的限制断路器件，则额定线仅仅是在图上画出的，传递函数中并无此饱和线，顶多也就是超过此线后线性度可能有所降低。而交流电机的额定过载线却是实实在在的存在，一旦超过此线则系统立即停止。因此，一来可靠的保护了系统不会损坏，二来设计时要注意这个区别，尤其是不能随便停机的系统，电机的功率要有足够的余量。
控制方法
采用交流伺服电机，可以使控制部分的设计简单，也可以容易的代替原先系统的驱动电机部分。系统构成典型的方法是:
上位机如pc机、plc、嵌入机等;随动系统中主要用于调试系统，以及完成系统通讯，信号采集等其他任务，控制任务可以放在上位机内，也可放在控制器中;
多轴控制器，一般可控制2至8个轴，可构成方位、俯仰、横滚等轴的控制，对于单轴控制，常使用带控制器的驱动器，可省去这一项;
驱动器，多为专用的，和电机配套出售;
总之，采用这种方案，可以省去许多硬件电路和软件计算编程工作，实现模块化，提高了可靠性和可维修性。
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设备硬件类 王静 2016-05-23 17:54 发表了文章 产生赞赏:￥1
由于我国装备制造业的升级，伺服产业打开了一片全新的空间。但我国伺服技术研发起步较晚，从而丧失了占领市场的最佳时机，而国外众多伺服制造商则纷纷盯上了国内伺服市场这块“肥肉”。它们以多年的技术积累和研发体系为保障，以完备的产品体系和强大的品牌影响力为先遣部队，大踏步进入我国伺服市场。数年过后，放眼国内的伺服市场，洋品牌已经占据了大半壁的江山。
目前，国外品牌占据了中国交流伺服市场近90%的市场份额，他们来自日本和欧美。其中，日系产品则以拥有约60%的市场份额而雄踞首位，其著名品牌包括松下、发那克(fanuc)、三菱电机、安川、三洋、富士等，其产品特点是技术和性能水准比较符合中国用户的需求，以良好的性能价格比和较高的可靠性获得了稳定且持续的客户源，在中小型OEM市场上尤其具有垄断优势。近年来，日系伺服强化了本地化生产的策略，这在很大程度上进一步增加了在价格和快速交货方面的筹码。鉴于以上特性，日系伺服品牌是中国伺服市场最大的受益者，也是国产伺服最大的竞争者。
欧美品牌中，美国以罗克维尔(rockwellautomation)、达那赫(danaher)、帕克(parker)等闻名，而德国则拥有西门子(siemens)、伦茨(Lenze)、博世力士乐(boschrexroth)、施耐德(schneider)等品牌先锋，英国的ControlTechnology、SEW也有相当的优势。这些欧美品牌在高端设备和生产线上比较有竞争力，此类产品的共同特点是品牌历史悠久、技术先进、功能齐全，以全套自动化解决方案作为卖点，总的市场占有率大约在30%。最近，为提供市场竞争力，这些高端品牌也在不断寻找本地合作伙伴，目标直指中国的中低端市场，并不甘心被日本品牌挤压。因此，欧美品牌虽在产品系列上和国产品牌有所差别，但其野心也不可被小觑。
除日本、欧美伺服品牌外，以东元(TECO)和台达(Delta)为代表的台系伺服在大陆市场的推广也如火如荼，其技术水平和价格水平居于进口中端产品和国产品牌之间，在竞争中主要突出性价比优势，对国产品牌带来了新的竞争压力，市场占有率从几年前的微不足道提高到大约5%。值得注意的是，这两个厂商的目标客户均属于机械行业，这将加剧与同将目标市场定位于此的国产品牌之间的竞争。
文章来源：网络
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目前，国外品牌占据了中国交流伺服市场近90%的市场份额，他们来自日本和欧美。其中，日系产品则以拥有约60%的市场份额而雄踞首位，其著名品牌包括松下、发那克(fanuc)、三菱电机、安川、三洋、富士等，其产品特点是技术和性能水准比较符合中国用户的需求，以良好的性能价格比和较高的可靠性获得了稳定且持续的客户源，在中小型OEM市场上尤其具有垄断优势。近年来，日系伺服强化了本地化生产的策略，这在很大程度上进一步增加了在价格和快速交货方面的筹码。鉴于以上特性，日系伺服品牌是中国伺服市场最大的受益者，也是国产伺服最大的竞争者。
欧美品牌中，美国以罗克维尔(rockwellautomation)、达那赫(danaher)、帕克(parker)等闻名，而德国则拥有西门子(siemens)、伦茨(Lenze)、博世力士乐(boschrexroth)、施耐德(schneider)等品牌先锋，英国的ControlTechnology、SEW也有相当的优势。这些欧美品牌在高端设备和生产线上比较有竞争力，此类产品的共同特点是品牌历史悠久、技术先进、功能齐全，以全套自动化解决方案作为卖点，总的市场占有率大约在30%。最近，为提供市场竞争力，这些高端品牌也在不断寻找本地合作伙伴，目标直指中国的中低端市场，并不甘心被日本品牌挤压。因此，欧美品牌虽在产品系列上和国产品牌有所差别，但其野心也不可被小觑。
除日本、欧美伺服品牌外，以东元(TECO)和台达(Delta)为代表的台系伺服在大陆市场的推广也如火如荼，其技术水平和价格水平居于进口中端产品和国产品牌之间，在竞争中主要突出性价比优势，对国产品牌带来了新的竞争压力，市场占有率从几年前的微不足道提高到大约5%。值得注意的是，这两个厂商的目标客户均属于机械行业，这将加剧与同将目标市场定位于此的国产品牌之间的竞争。
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由于我国装备制造业的升级，伺服产业打开了一片全新的空间。但我国伺服技术研发起步较晚，从而丧失了占领市场的最佳时机，而国外众多伺服制造商则纷纷盯上了国内伺服市场这块“肥肉”。它们以多年的技术积累和研发体系为保障，以完备的产品体系和强大的品牌影响力为先遣部队，大踏步进入我国伺服市场。数年过后，放眼国内的伺服市场，洋品牌已经占据了大半壁的江山。
目前，国外品牌占据了中国交流伺服市场近90%的市场份额，他们来自日本和欧美。其中，日系产品则以拥有约60%的市场份额而雄踞首位，其著名品牌包括松下、发那克(fanuc)、三菱电机、安川、三洋、富士等，其产品特点是技术和性能水准比较符合中国用户的需求，以良好的性能价格比和较高的可靠性获得了稳定且持续的客户源，在中小型OEM市场上尤其具有垄断优势。近年来，日系伺服强化了本地化生产的策略，这在很大程度上进一步增加了在价格和快速交货方面的筹码。鉴于以上特性，日系伺服品牌是中国伺服市场最大的受益者，也是国产伺服最大的竞争者。
欧美品牌中，美国以罗克维尔(rockwellautomation)、达那赫(danaher)、帕克(parker)等闻名，而德国则拥有西门子(siemens)、伦茨(Lenze)、博世力士乐(boschrexroth)、施耐德(schneider)等品牌先锋，英国的ControlTechnology、SEW也有相当的优势。这些欧美品牌在高端设备和生产线上比较有竞争力，此类产品的共同特点是品牌历史悠久、技术先进、功能齐全，以全套自动化解决方案作为卖点，总的市场占有率大约在30%。最近，为提供市场竞争力，这些高端品牌也在不断寻找本地合作伙伴，目标直指中国的中低端市场，并不甘心被日本品牌挤压。因此，欧美品牌虽在产品系列上和国产品牌有所差别，但其野心也不可被小觑。
除日本、欧美伺服品牌外，以东元(TECO)和台达(Delta)为代表的台系伺服在大陆市场的推广也如火如荼，其技术水平和价格水平居于进口中端产品和国产品牌之间，在竞争中主要突出性价比优势，对国产品牌带来了新的竞争压力，市场占有率从几年前的微不足道提高到大约5%。值得注意的是，这两个厂商的目标客户均属于机械行业，这将加剧与同将目标市场定位于此的国产品牌之间的竞争。
文章来源：网络
更多分享文章链接：www.imefuture.com
目前，国外品牌占据了中国交流伺服市场近90%的市场份额，他们来自日本和欧美。其中，日系产品则以拥有约60%的市场份额而雄踞首位，其著名品牌包括松下、发那克(fanuc)、三菱电机、安川、三洋、富士等，其产品特点是技术和性能水准比较符合中国用户的需求，以良好的性能价格比和较高的可靠性获得了稳定且持续的客户源，在中小型OEM市场上尤其具有垄断优势。近年来，日系伺服强化了本地化生产的策略，这在很大程度上进一步增加了在价格和快速交货方面的筹码。鉴于以上特性，日系伺服品牌是中国伺服市场最大的受益者，也是国产伺服最大的竞争者。
欧美品牌中，美国以罗克维尔(rockwellautomation)、达那赫(danaher)、帕克(parker)等闻名，而德国则拥有西门子(siemens)、伦茨(Lenze)、博世力士乐(boschrexroth)、施耐德(schneider)等品牌先锋，英国的ControlTechnology、SEW也有相当的优势。这些欧美品牌在高端设备和生产线上比较有竞争力，此类产品的共同特点是品牌历史悠久、技术先进、功能齐全，以全套自动化解决方案作为卖点，总的市场占有率大约在30%。最近，为提供市场竞争力，这些高端品牌也在不断寻找本地合作伙伴，目标直指中国的中低端市场，并不甘心被日本品牌挤压。因此，欧美品牌虽在产品系列上和国产品牌有所差别，但其野心也不可被小觑。
除日本、欧美伺服品牌外，以东元(TECO)和台达(Delta)为代表的台系伺服在大陆市场的推广也如火如荼，其技术水平和价格水平居于进口中端产品和国产品牌之间，在竞争中主要突出性价比优势，对国产品牌带来了新的竞争压力，市场占有率从几年前的微不足道提高到大约5%。值得注意的是，这两个厂商的目标客户均属于机械行业，这将加剧与同将目标市场定位于此的国产品牌之间的竞争。
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工业4.0之前沿运动控制技术介绍
电气控制类 砸金蛋 2016-05-03 22:55 发表了文章
摘要：随着智能制造2025国家战略的深入推进，及工业机器人及人工智能的推广应用；运动控制成为自动化的热点，成为了实现智能制造的核心技术，下面为大家梳理一下前沿的运动控制技术。
1.市场需求的变化
1.1多品种，小批量的市场需求
运动控制越来越多的被应用到机器设计中，它不仅仅提高了机器的速度、精度，更重要的是它提供了更加灵活的机器设计，对于今天，小批量和多品种的终端消费需求而言，运动控制提供了完美的响应。
欧美主流运动控制厂商，SIEMENS、Bosch Rexroth、B&R、LENZE、Rockwell AB均在运动控制领域投入了重兵，SIEMENS推出T-CPU和Simotion以及Sinamic120驱动技术，同时在中国建立了伺服电机生产工厂来实现本土化的运行。B&R为了拓展其在运动控制市场的方案集成能力在2007-2008年相继推出了ACOPOSmulti应用于多轴系统的方案，以及ACOPOSmicro、ACOPOSinveter，并且在其Automation Studio开发工具包中将PLC Open Motion/Hydraulic集成，同时Robotics(机器人技术)和CNC也被融入到其开发工具包中。Schneider为了进入运动控制市场收购了在包装机械领域大量应用的ELAU、以及以步进电机而知名的百格拉，并且在各个主要OEM市场建立了MAC(机械自动化中心)，Rockwell AB为了寻求在该领域的拓展，弥补其在低端市场的价格竞争力而收购了OEMax，Bosch Rexroth也在国内寻求合作，收购了深圳的变频器制造商以获得本土的生产来扩展其运动控制的方案提供能力。
1.2独立驱动技术
在各种机器设计中，印刷机械对于运动控制的响应能力要求是最高的，无轴传动概念由Bosch Rexroth在1994年开始提出并应用，这个技术带来了机器设计的革命性变化，它使得传统的机械主轴磨损、维护高以及不便于变换订单的劣势得到改善，使得机器变得更加方便，在欧洲著名的印刷机械制造商，包括Man Roland、KBA和GOSS的卷筒纸报纸印刷设备上均采用了这一概念的设计，Synax200是一个无轴传动的集成产品，是将Bosch Rexroth的产品与行业应用的集成，在国内，北人印刷机械和无锡宝南机器制造也在其报纸印刷上采用了Synax200系统。之后，B&R 2003年开始与陕西北人印刷机械开始在高端的凹版印刷机械上开发成功国内第一台纸纸凹版印刷机，其设计速度高达300米/分钟，之后，SIEMENS也高调与中山松德建立了合作，在2008年B&R获得了上海鼎龙全伺服瓦楞纸开槽印刷机的成功开发，并且在卫星式柔版印刷机上获得了多达62个伺服轴的应用项目。
LENZE在郑纺机、盐城宏华的多单元浆纱机系统中的应用占据较高的市场份额，每年有上百台采用LENZE伺服的浆纱机在国内得到应用，而SIEMENS的MasterDrvier驱动技术在盐城纺机、无锡华力等得到了多单元浆纱机的成功应用，在控制纱线的上浆、卷绕的同步控制方面，多单元独立驱动技术的发挥了其稳定可靠的优势，使得浆纱质量得到很好的控制。
轮胎成型机是一个对于变化的需求要求非常高的应用，它在轮胎的加工过程中，需针对不同的轮胎生产要求，对带束层、侧胶、钢丝圈输送等提供较高的变化和定位控制，Bosch Rexroth和Rockwell AB也在青岛高校软控和天津赛象的轮胎成型机上得到大量应用，SIEMENS主要与北京敬业和橡胶研究院进行合作。
B&R与上海二纺机在超长车细纱机的应用上进行了合作，开发了国内乃至世界上领先的1500锭的细纱超长车，它应用了B&R的ACOPOSmulti伺服驱动器，链接了14个伺服轴，而在塑料机械领域也获得了多达19个伺服轴的流延膜张力卷取项目。
粗纱机四电机传动技术是最早在国内由B&R开发成功并大量应用的方案，通过对龙筋、钢领板、锭翼等的独立驱动，使得各轴高度同步，并且能够快速的适应纱线生产的变化需求。
2．技术进步
2.1高速响应能力
伺服响应能力大幅度提高，Bosch Rexroth的IndraDriver提供了250uS的位置环刷新能力，而SIEMENS的MasterDriver也同样可提供400uS的位置环刷新速度，B&R的ACOPOS伺服驱动器提供了400uS的刷新速度，这些使得高速的机器设计得以轻松实现。
Baumuller的B MaXX系列伺服驱动器的电流环采样为62.5uS，速度环和位置环分别为125uS，8kHz的交流变换频率，B&R ACOPOS电流环为50uS,速度环125uS，位置环采样为125uS，最高支持15kHz的交流变化频率。
2.2实时通信与运动控制的融合
通常日系伺服产品多采用脉冲方式来控制，脉冲丢失以及实时性不足使得日系伺服均应用在较为低端的市场，而欧美系伺服多采用总线技术，最大的优势在于它提供了非常大的灵活性。
今天，实时通信技术为运动控制满足高性能系统的要求提供了通信基础，2001年，B&R最早在利乐包装的生产线上运行了具有划时代意义的Ethernet POWERLINK技术，它使得50个伺服轴，和2000个I/O点的数据刷新达到了惊人的2.4mS，并且，它是基于标准Ethernet芯片的设计，无需ASIC，这是最早出现的实时通信技术，它的应用使得多轴之间的运动控制达到了新的高度，Bosch Rexroth的SERCOS通信技术采用光纤通信，高达12Mbps的通信速度融合IndraDriver智能型驱动器，2007年SIEMENS推出了新一代的RTE-ProfiNet它是一个基于以太网技术的实现，最开始，SERCOSI还是一个无法将运动和I/O指令运行在同一通道的，只能采用环网的拓扑，并且实用昂贵的光纤，而现在，SERCOSIII在此基础上更好的融合了标准以太网通信，可以采用RJ45来通信，也将拓扑结构进行了拓展，这些都是技术的进步。
Rockwell AB的Kinetix 6000系列支持SERCOS通信接口，但是，SERCOS通信模块非常的昂贵，而且为了实现较为复杂的电子凸轮设计需要配备高性能的ControlLogix CPU整体性价比并非很理想。
BR提供的Ethernet POWERLINK技术目前是最广为应用的实时通信技术，这主要是因为BR在OEM市场获得的巨大的客户基础而决定的，未来的市场可能主要是依赖于ProfiNet IRT,ModBus TCP/IP，因为这些有大型厂商支持的总线技术可能会依赖于其自身强大的市场资源推广到较大的份额，而POWERLINK将尾随其后，而SERCOS由于其狭窄的应用范围而可能会最终占据较小的份额。
2.3共直流母线伺服驱动技术
共直流母线技术的原理是基于通用逆变装置均采用交－直－交变频方式，当电机处于制动状态时，其制动能量反馈到直流侧，为更好的处理反馈制动能量，把各逆变单元的直流侧连接起来的一种方法。共直流母线技术的优势在于
a. 共用直流母线可以大大减少整理单元和制动单元的重复配置，结构简单合
理经济可靠。
b. 共用直流母线的中间直流电压恒定，电容并联储能容量大。
c. 各电动机工作在不同状态下，能量回馈互补，优化了系统的动态特性。
共直流母线技术的驱动器也由各个主要的厂商开始推出，SIEMENS推出了其新一代的驱动器Sinamic120和SIMOTION,而其T-CPU融合了运动控制技术，Bosch Rexroth的智能型驱动器IndraDriver也实现了采用了共直流母线技术，BR的ACOPOSmulti，Rockwell AB的Kinetex 6000系列。
BR ACOPOSmulti伺服驱动器
共直流母线技术的伺服驱动器通常可以带有双轴驱动模块，例如:Bosch Rexroth的IndraDriver和BR的ACOPOSmulti伺服驱动器，它们均有针对双轴的应用模块，这样，通过共享直流母线单元而不是将直流单元集成到独立的驱动器中，在多轴应用时它提供了一个非常大的成本节约方案，例如，BR的ACOPOSmulti伺服驱动器在10个伺服轴以上的应用成本节约可达30%。
Rockwell AB提供了Kinetix 6000系列伺服驱动器，基于共直流母线设计.
2.4一体化的软件平台
软件平台的集成化成为了未来的发展趋势，BR一直秉承着All In One的开发平台设计理念，其Automation Studio融合了HMI、Motion、Control、Communication多种设计于一体，而Rockwell AB的RsLogix也将不同的产品设计融为一体，这些使得其产品设计变得更加简单，而提供了客户开发低学习成本，这个更重要的是一种站在整体的概念看机器的设计理念而非简单的集成软件为一体那么简单。
2.5CAM应用
对于卷筒纸裁切、瓦楞纸横切、全息定位烫、包装的热封、细纱纱线成型、模切机器前沿送纸机构等等，众多的机器设计中，CAM的应用非常广泛，包括SIEMENS、BR、Rockwell AB、Bosch Rexroth、Baomuller、LENZE等一众厂商均在其伺服驱动器中内置了CAM功能，且其CAM曲线的设计能力能够达到非常高的实现能力，例如BR提供了6阶64个多项式的描绘能力，而同样SIEMENS的CAM集成到其工艺包中可以被应用到具体项目中，提供6阶函数描绘能力，Bosch Rexroth的CAM也能够实现较高的运行能力，在电子凸轮送纸机构、卷筒纸裁切领域也有大量的应用。
3.未来发展
3.1模块化设计
为了提高系统的灵活性，能够实现任意的方式的组合不同应用方案，各厂商提供了多种构想的模块化设计，例如BR的ACOPOSmulti伺服驱动器，将伺服逆变单元像PLC一样安装于底板，并且有多种灵活的编码器模块根据应用进行配置，而ACOPOS甚至可以直接接入带有Profibus接口的CPU到驱动器上，并且也可以接入I/O，例如在印刷机的直接驱动中，模拟量的色标信号可以直接被接入到驱动器上，这种设计直接提高了运动控制与逻辑控制之间的响应匹配能力。而LENZE 9400系列伺服驱动器则提供了PLC和驱动器的连接，安全模块、通信模块、数频、I/O等多种选择，Baumuller也提供了在其B Max上的DriverPLC接入，CT的伺服驱动器可以直接插入I/O，CPU等，Rockwell AB的Kinetix 6000系列也是一种基于模块化设计的多轴驱动方案，大大的节省了电柜空间，其滑扣安装方式也使得接线更加简便。
3.2安全技术
机器的人性化设计必须考虑到人的安全，另外也包含了机器本身的安全，safety技术正在成为欧洲众多厂商应用的必须，而国内，尽管运动控制的安全尚未多的应用，但是，越来越多的客户开始关注安全问题，
在BR中，将ACOPOS safety集成到伺服中，而L-force 9400高端伺服驱动器也将安全应用模块集成到了其中，SM0，SM100等多种安全模块可以选择适应于不同的安全应用要求。 查看全部
1.市场需求的变化
1.1多品种，小批量的市场需求
运动控制越来越多的被应用到机器设计中，它不仅仅提高了机器的速度、精度，更重要的是它提供了更加灵活的机器设计，对于今天，小批量和多品种的终端消费需求而言，运动控制提供了完美的响应。
欧美主流运动控制厂商，SIEMENS、Bosch Rexroth、B&R、LENZE、Rockwell AB均在运动控制领域投入了重兵，SIEMENS推出T-CPU和Simotion以及Sinamic120驱动技术，同时在中国建立了伺服电机生产工厂来实现本土化的运行。B&R为了拓展其在运动控制市场的方案集成能力在2007-2008年相继推出了ACOPOSmulti应用于多轴系统的方案，以及ACOPOSmicro、ACOPOSinveter，并且在其Automation Studio开发工具包中将PLC Open Motion/Hydraulic集成，同时Robotics(机器人技术)和CNC也被融入到其开发工具包中。Schneider为了进入运动控制市场收购了在包装机械领域大量应用的ELAU、以及以步进电机而知名的百格拉，并且在各个主要OEM市场建立了MAC(机械自动化中心)，Rockwell AB为了寻求在该领域的拓展，弥补其在低端市场的价格竞争力而收购了OEMax，Bosch Rexroth也在国内寻求合作，收购了深圳的变频器制造商以获得本土的生产来扩展其运动控制的方案提供能力。
1.2独立驱动技术
在各种机器设计中，印刷机械对于运动控制的响应能力要求是最高的，无轴传动概念由Bosch Rexroth在1994年开始提出并应用，这个技术带来了机器设计的革命性变化，它使得传统的机械主轴磨损、维护高以及不便于变换订单的劣势得到改善，使得机器变得更加方便，在欧洲著名的印刷机械制造商，包括Man Roland、KBA和GOSS的卷筒纸报纸印刷设备上均采用了这一概念的设计，Synax200是一个无轴传动的集成产品，是将Bosch Rexroth的产品与行业应用的集成，在国内，北人印刷机械和无锡宝南机器制造也在其报纸印刷上采用了Synax200系统。之后，B&R 2003年开始与陕西北人印刷机械开始在高端的凹版印刷机械上开发成功国内第一台纸纸凹版印刷机，其设计速度高达300米/分钟，之后，SIEMENS也高调与中山松德建立了合作，在2008年B&R获得了上海鼎龙全伺服瓦楞纸开槽印刷机的成功开发，并且在卫星式柔版印刷机上获得了多达62个伺服轴的应用项目。
LENZE在郑纺机、盐城宏华的多单元浆纱机系统中的应用占据较高的市场份额，每年有上百台采用LENZE伺服的浆纱机在国内得到应用，而SIEMENS的MasterDrvier驱动技术在盐城纺机、无锡华力等得到了多单元浆纱机的成功应用，在控制纱线的上浆、卷绕的同步控制方面，多单元独立驱动技术的发挥了其稳定可靠的优势，使得浆纱质量得到很好的控制。
轮胎成型机是一个对于变化的需求要求非常高的应用，它在轮胎的加工过程中，需针对不同的轮胎生产要求，对带束层、侧胶、钢丝圈输送等提供较高的变化和定位控制，Bosch Rexroth和Rockwell AB也在青岛高校软控和天津赛象的轮胎成型机上得到大量应用，SIEMENS主要与北京敬业和橡胶研究院进行合作。
B&R与上海二纺机在超长车细纱机的应用上进行了合作，开发了国内乃至世界上领先的1500锭的细纱超长车，它应用了B&R的ACOPOSmulti伺服驱动器，链接了14个伺服轴，而在塑料机械领域也获得了多达19个伺服轴的流延膜张力卷取项目。
粗纱机四电机传动技术是最早在国内由B&R开发成功并大量应用的方案，通过对龙筋、钢领板、锭翼等的独立驱动，使得各轴高度同步，并且能够快速的适应纱线生产的变化需求。
2．技术进步
2.1高速响应能力
伺服响应能力大幅度提高，Bosch Rexroth的IndraDriver提供了250uS的位置环刷新能力，而SIEMENS的MasterDriver也同样可提供400uS的位置环刷新速度，B&R的ACOPOS伺服驱动器提供了400uS的刷新速度，这些使得高速的机器设计得以轻松实现。
Baumuller的B MaXX系列伺服驱动器的电流环采样为62.5uS，速度环和位置环分别为125uS，8kHz的交流变换频率，B&R ACOPOS电流环为50uS,速度环125uS，位置环采样为125uS，最高支持15kHz的交流变化频率。
2.2实时通信与运动控制的融合
通常日系伺服产品多采用脉冲方式来控制，脉冲丢失以及实时性不足使得日系伺服均应用在较为低端的市场，而欧美系伺服多采用总线技术，最大的优势在于它提供了非常大的灵活性。
今天，实时通信技术为运动控制满足高性能系统的要求提供了通信基础，2001年，B&R最早在利乐包装的生产线上运行了具有划时代意义的Ethernet POWERLINK技术，它使得50个伺服轴，和2000个I/O点的数据刷新达到了惊人的2.4mS，并且，它是基于标准Ethernet芯片的设计，无需ASIC，这是最早出现的实时通信技术，它的应用使得多轴之间的运动控制达到了新的高度，Bosch Rexroth的SERCOS通信技术采用光纤通信，高达12Mbps的通信速度融合IndraDriver智能型驱动器，2007年SIEMENS推出了新一代的RTE-ProfiNet它是一个基于以太网技术的实现，最开始，SERCOSI还是一个无法将运动和I/O指令运行在同一通道的，只能采用环网的拓扑，并且实用昂贵的光纤，而现在，SERCOSIII在此基础上更好的融合了标准以太网通信，可以采用RJ45来通信，也将拓扑结构进行了拓展，这些都是技术的进步。
Rockwell AB的Kinetix 6000系列支持SERCOS通信接口，但是，SERCOS通信模块非常的昂贵，而且为了实现较为复杂的电子凸轮设计需要配备高性能的ControlLogix CPU整体性价比并非很理想。
BR提供的Ethernet POWERLINK技术目前是最广为应用的实时通信技术，这主要是因为BR在OEM市场获得的巨大的客户基础而决定的，未来的市场可能主要是依赖于ProfiNet IRT,ModBus TCP/IP，因为这些有大型厂商支持的总线技术可能会依赖于其自身强大的市场资源推广到较大的份额，而POWERLINK将尾随其后，而SERCOS由于其狭窄的应用范围而可能会最终占据较小的份额。
2.3共直流母线伺服驱动技术
共直流母线技术的原理是基于通用逆变装置均采用交－直－交变频方式，当电机处于制动状态时，其制动能量反馈到直流侧，为更好的处理反馈制动能量，把各逆变单元的直流侧连接起来的一种方法。共直流母线技术的优势在于
a. 共用直流母线可以大大减少整理单元和制动单元的重复配置，结构简单合
理经济可靠。
b. 共用直流母线的中间直流电压恒定，电容并联储能容量大。
c. 各电动机工作在不同状态下，能量回馈互补，优化了系统的动态特性。
共直流母线技术的驱动器也由各个主要的厂商开始推出，SIEMENS推出了其新一代的驱动器Sinamic120和SIMOTION,而其T-CPU融合了运动控制技术，Bosch Rexroth的智能型驱动器IndraDriver也实现了采用了共直流母线技术，BR的ACOPOSmulti，Rockwell AB的Kinetex 6000系列。
BR ACOPOSmulti伺服驱动器
共直流母线技术的伺服驱动器通常可以带有双轴驱动模块，例如:Bosch Rexroth的IndraDriver和BR的ACOPOSmulti伺服驱动器，它们均有针对双轴的应用模块，这样，通过共享直流母线单元而不是将直流单元集成到独立的驱动器中，在多轴应用时它提供了一个非常大的成本节约方案，例如，BR的ACOPOSmulti伺服驱动器在10个伺服轴以上的应用成本节约可达30%。
Rockwell AB提供了Kinetix 6000系列伺服驱动器，基于共直流母线设计.
2.4一体化的软件平台
软件平台的集成化成为了未来的发展趋势，BR一直秉承着All In One的开发平台设计理念，其Automation Studio融合了HMI、Motion、Control、Communication多种设计于一体，而Rockwell AB的RsLogix也将不同的产品设计融为一体，这些使得其产品设计变得更加简单，而提供了客户开发低学习成本，这个更重要的是一种站在整体的概念看机器的设计理念而非简单的集成软件为一体那么简单。
2.5CAM应用
对于卷筒纸裁切、瓦楞纸横切、全息定位烫、包装的热封、细纱纱线成型、模切机器前沿送纸机构等等，众多的机器设计中，CAM的应用非常广泛，包括SIEMENS、BR、Rockwell AB、Bosch Rexroth、Baomuller、LENZE等一众厂商均在其伺服驱动器中内置了CAM功能，且其CAM曲线的设计能力能够达到非常高的实现能力，例如BR提供了6阶64个多项式的描绘能力，而同样SIEMENS的CAM集成到其工艺包中可以被应用到具体项目中，提供6阶函数描绘能力，Bosch Rexroth的CAM也能够实现较高的运行能力，在电子凸轮送纸机构、卷筒纸裁切领域也有大量的应用。
3.未来发展
3.1模块化设计
为了提高系统的灵活性，能够实现任意的方式的组合不同应用方案，各厂商提供了多种构想的模块化设计，例如BR的ACOPOSmulti伺服驱动器，将伺服逆变单元像PLC一样安装于底板，并且有多种灵活的编码器模块根据应用进行配置，而ACOPOS甚至可以直接接入带有Profibus接口的CPU到驱动器上，并且也可以接入I/O，例如在印刷机的直接驱动中，模拟量的色标信号可以直接被接入到驱动器上，这种设计直接提高了运动控制与逻辑控制之间的响应匹配能力。而LENZE 9400系列伺服驱动器则提供了PLC和驱动器的连接，安全模块、通信模块、数频、I/O等多种选择，Baumuller也提供了在其B Max上的DriverPLC接入，CT的伺服驱动器可以直接插入I/O，CPU等，Rockwell AB的Kinetix 6000系列也是一种基于模块化设计的多轴驱动方案，大大的节省了电柜空间，其滑扣安装方式也使得接线更加简便。
3.2安全技术
机器的人性化设计必须考虑到人的安全，另外也包含了机器本身的安全，safety技术正在成为欧洲众多厂商应用的必须，而国内，尽管运动控制的安全尚未多的应用，但是，越来越多的客户开始关注安全问题，
在BR中，将ACOPOS safety集成到伺服中，而L-force 9400高端伺服驱动器也将安全应用模块集成到了其中，SM0，SM100等多种安全模块可以选择适应于不同的安全应用要求。 查看全部
摘要：随着智能制造2025国家战略的深入推进，及工业机器人及人工智能的推广应用；运动控制成为自动化的热点，成为了实现智能制造的核心技术，下面为大家梳理一下前沿的运动控制技术。
1.市场需求的变化
1.1多品种，小批量的市场需求
运动控制越来越多的被应用到机器设计中，它不仅仅提高了机器的速度、精度，更重要的是它提供了更加灵活的机器设计，对于今天，小批量和多品种的终端消费需求而言，运动控制提供了完美的响应。
欧美主流运动控制厂商，SIEMENS、Bosch Rexroth、B&R、LENZE、Rockwell AB均在运动控制领域投入了重兵，SIEMENS推出T-CPU和Simotion以及Sinamic120驱动技术，同时在中国建立了伺服电机生产工厂来实现本土化的运行。B&R为了拓展其在运动控制市场的方案集成能力在2007-2008年相继推出了ACOPOSmulti应用于多轴系统的方案，以及ACOPOSmicro、ACOPOSinveter，并且在其Automation Studio开发工具包中将PLC Open Motion/Hydraulic集成，同时Robotics(机器人技术)和CNC也被融入到其开发工具包中。Schneider为了进入运动控制市场收购了在包装机械领域大量应用的ELAU、以及以步进电机而知名的百格拉，并且在各个主要OEM市场建立了MAC(机械自动化中心)，Rockwell AB为了寻求在该领域的拓展，弥补其在低端市场的价格竞争力而收购了OEMax，Bosch Rexroth也在国内寻求合作，收购了深圳的变频器制造商以获得本土的生产来扩展其运动控制的方案提供能力。
1.2独立驱动技术
在各种机器设计中，印刷机械对于运动控制的响应能力要求是最高的，无轴传动概念由Bosch Rexroth在1994年开始提出并应用，这个技术带来了机器设计的革命性变化，它使得传统的机械主轴磨损、维护高以及不便于变换订单的劣势得到改善，使得机器变得更加方便，在欧洲著名的印刷机械制造商，包括Man Roland、KBA和GOSS的卷筒纸报纸印刷设备上均采用了这一概念的设计，Synax200是一个无轴传动的集成产品，是将Bosch Rexroth的产品与行业应用的集成，在国内，北人印刷机械和无锡宝南机器制造也在其报纸印刷上采用了Synax200系统。之后，B&R 2003年开始与陕西北人印刷机械开始在高端的凹版印刷机械上开发成功国内第一台纸纸凹版印刷机，其设计速度高达300米/分钟，之后，SIEMENS也高调与中山松德建立了合作，在2008年B&R获得了上海鼎龙全伺服瓦楞纸开槽印刷机的成功开发，并且在卫星式柔版印刷机上获得了多达62个伺服轴的应用项目。
LENZE在郑纺机、盐城宏华的多单元浆纱机系统中的应用占据较高的市场份额，每年有上百台采用LENZE伺服的浆纱机在国内得到应用，而SIEMENS的MasterDrvier驱动技术在盐城纺机、无锡华力等得到了多单元浆纱机的成功应用，在控制纱线的上浆、卷绕的同步控制方面，多单元独立驱动技术的发挥了其稳定可靠的优势，使得浆纱质量得到很好的控制。
轮胎成型机是一个对于变化的需求要求非常高的应用，它在轮胎的加工过程中，需针对不同的轮胎生产要求，对带束层、侧胶、钢丝圈输送等提供较高的变化和定位控制，Bosch Rexroth和Rockwell AB也在青岛高校软控和天津赛象的轮胎成型机上得到大量应用，SIEMENS主要与北京敬业和橡胶研究院进行合作。
B&R与上海二纺机在超长车细纱机的应用上进行了合作，开发了国内乃至世界上领先的1500锭的细纱超长车，它应用了B&R的ACOPOSmulti伺服驱动器，链接了14个伺服轴，而在塑料机械领域也获得了多达19个伺服轴的流延膜张力卷取项目。
粗纱机四电机传动技术是最早在国内由B&R开发成功并大量应用的方案，通过对龙筋、钢领板、锭翼等的独立驱动，使得各轴高度同步，并且能够快速的适应纱线生产的变化需求。
2．技术进步
2.1高速响应能力
伺服响应能力大幅度提高，Bosch Rexroth的IndraDriver提供了250uS的位置环刷新能力，而SIEMENS的MasterDriver也同样可提供400uS的位置环刷新速度，B&R的ACOPOS伺服驱动器提供了400uS的刷新速度，这些使得高速的机器设计得以轻松实现。
Baumuller的B MaXX系列伺服驱动器的电流环采样为62.5uS，速度环和位置环分别为125uS，8kHz的交流变换频率，B&R ACOPOS电流环为50uS,速度环125uS，位置环采样为125uS，最高支持15kHz的交流变化频率。
2.2实时通信与运动控制的融合
通常日系伺服产品多采用脉冲方式来控制，脉冲丢失以及实时性不足使得日系伺服均应用在较为低端的市场，而欧美系伺服多采用总线技术，最大的优势在于它提供了非常大的灵活性。
今天，实时通信技术为运动控制满足高性能系统的要求提供了通信基础，2001年，B&R最早在利乐包装的生产线上运行了具有划时代意义的Ethernet POWERLINK技术，它使得50个伺服轴，和2000个I/O点的数据刷新达到了惊人的2.4mS，并且，它是基于标准Ethernet芯片的设计，无需ASIC，这是最早出现的实时通信技术，它的应用使得多轴之间的运动控制达到了新的高度，Bosch Rexroth的SERCOS通信技术采用光纤通信，高达12Mbps的通信速度融合IndraDriver智能型驱动器，2007年SIEMENS推出了新一代的RTE-ProfiNet它是一个基于以太网技术的实现，最开始，SERCOSI还是一个无法将运动和I/O指令运行在同一通道的，只能采用环网的拓扑，并且实用昂贵的光纤，而现在，SERCOSIII在此基础上更好的融合了标准以太网通信，可以采用RJ45来通信，也将拓扑结构进行了拓展，这些都是技术的进步。
Rockwell AB的Kinetix 6000系列支持SERCOS通信接口，但是，SERCOS通信模块非常的昂贵，而且为了实现较为复杂的电子凸轮设计需要配备高性能的ControlLogix CPU整体性价比并非很理想。
BR提供的Ethernet POWERLINK技术目前是最广为应用的实时通信技术，这主要是因为BR在OEM市场获得的巨大的客户基础而决定的，未来的市场可能主要是依赖于ProfiNet IRT,ModBus TCP/IP，因为这些有大型厂商支持的总线技术可能会依赖于其自身强大的市场资源推广到较大的份额，而POWERLINK将尾随其后，而SERCOS由于其狭窄的应用范围而可能会最终占据较小的份额。
2.3共直流母线伺服驱动技术
共直流母线技术的原理是基于通用逆变装置均采用交－直－交变频方式，当电机处于制动状态时，其制动能量反馈到直流侧，为更好的处理反馈制动能量，把各逆变单元的直流侧连接起来的一种方法。共直流母线技术的优势在于
a. 共用直流母线可以大大减少整理单元和制动单元的重复配置，结构简单合
理经济可靠。
b. 共用直流母线的中间直流电压恒定，电容并联储能容量大。
c. 各电动机工作在不同状态下，能量回馈互补，优化了系统的动态特性。
共直流母线技术的驱动器也由各个主要的厂商开始推出，SIEMENS推出了其新一代的驱动器Sinamic120和SIMOTION,而其T-CPU融合了运动控制技术，Bosch Rexroth的智能型驱动器IndraDriver也实现了采用了共直流母线技术，BR的ACOPOSmulti，Rockwell AB的Kinetex 6000系列。
BR ACOPOSmulti伺服驱动器
共直流母线技术的伺服驱动器通常可以带有双轴驱动模块，例如:Bosch Rexroth的IndraDriver和BR的ACOPOSmulti伺服驱动器，它们均有针对双轴的应用模块，这样，通过共享直流母线单元而不是将直流单元集成到独立的驱动器中，在多轴应用时它提供了一个非常大的成本节约方案，例如，BR的ACOPOSmulti伺服驱动器在10个伺服轴以上的应用成本节约可达30%。
Rockwell AB提供了Kinetix 6000系列伺服驱动器，基于共直流母线设计.
2.4一体化的软件平台
软件平台的集成化成为了未来的发展趋势，BR一直秉承着All In One的开发平台设计理念，其Automation Studio融合了HMI、Motion、Control、Communication多种设计于一体，而Rockwell AB的RsLogix也将不同的产品设计融为一体，这些使得其产品设计变得更加简单，而提供了客户开发低学习成本，这个更重要的是一种站在整体的概念看机器的设计理念而非简单的集成软件为一体那么简单。
2.5CAM应用
对于卷筒纸裁切、瓦楞纸横切、全息定位烫、包装的热封、细纱纱线成型、模切机器前沿送纸机构等等，众多的机器设计中，CAM的应用非常广泛，包括SIEMENS、BR、Rockwell AB、Bosch Rexroth、Baomuller、LENZE等一众厂商均在其伺服驱动器中内置了CAM功能，且其CAM曲线的设计能力能够达到非常高的实现能力，例如BR提供了6阶64个多项式的描绘能力，而同样SIEMENS的CAM集成到其工艺包中可以被应用到具体项目中，提供6阶函数描绘能力，Bosch Rexroth的CAM也能够实现较高的运行能力，在电子凸轮送纸机构、卷筒纸裁切领域也有大量的应用。
3.未来发展
3.1模块化设计
为了提高系统的灵活性，能够实现任意的方式的组合不同应用方案，各厂商提供了多种构想的模块化设计，例如BR的ACOPOSmulti伺服驱动器，将伺服逆变单元像PLC一样安装于底板，并且有多种灵活的编码器模块根据应用进行配置，而ACOPOS甚至可以直接接入带有Profibus接口的CPU到驱动器上，并且也可以接入I/O，例如在印刷机的直接驱动中，模拟量的色标信号可以直接被接入到驱动器上，这种设计直接提高了运动控制与逻辑控制之间的响应匹配能力。而LENZE 9400系列伺服驱动器则提供了PLC和驱动器的连接，安全模块、通信模块、数频、I/O等多种选择，Baumuller也提供了在其B Max上的DriverPLC接入，CT的伺服驱动器可以直接插入I/O，CPU等，Rockwell AB的Kinetix 6000系列也是一种基于模块化设计的多轴驱动方案，大大的节省了电柜空间，其滑扣安装方式也使得接线更加简便。
3.2安全技术
机器的人性化设计必须考虑到人的安全，另外也包含了机器本身的安全，safety技术正在成为欧洲众多厂商应用的必须，而国内，尽管运动控制的安全尚未多的应用，但是，越来越多的客户开始关注安全问题，
在BR中，将ACOPOS safety集成到伺服中，而L-force 9400高端伺服驱动器也将安全应用模块集成到了其中，SM0，SM100等多种安全模块可以选择适应于不同的安全应用要求。
1.市场需求的变化
1.1多品种，小批量的市场需求
运动控制越来越多的被应用到机器设计中，它不仅仅提高了机器的速度、精度，更重要的是它提供了更加灵活的机器设计，对于今天，小批量和多品种的终端消费需求而言，运动控制提供了完美的响应。
欧美主流运动控制厂商，SIEMENS、Bosch Rexroth、B&R、LENZE、Rockwell AB均在运动控制领域投入了重兵，SIEMENS推出T-CPU和Simotion以及Sinamic120驱动技术，同时在中国建立了伺服电机生产工厂来实现本土化的运行。B&R为了拓展其在运动控制市场的方案集成能力在2007-2008年相继推出了ACOPOSmulti应用于多轴系统的方案，以及ACOPOSmicro、ACOPOSinveter，并且在其Automation Studio开发工具包中将PLC Open Motion/Hydraulic集成，同时Robotics(机器人技术)和CNC也被融入到其开发工具包中。Schneider为了进入运动控制市场收购了在包装机械领域大量应用的ELAU、以及以步进电机而知名的百格拉，并且在各个主要OEM市场建立了MAC(机械自动化中心)，Rockwell AB为了寻求在该领域的拓展，弥补其在低端市场的价格竞争力而收购了OEMax，Bosch Rexroth也在国内寻求合作，收购了深圳的变频器制造商以获得本土的生产来扩展其运动控制的方案提供能力。
1.2独立驱动技术
在各种机器设计中，印刷机械对于运动控制的响应能力要求是最高的，无轴传动概念由Bosch Rexroth在1994年开始提出并应用，这个技术带来了机器设计的革命性变化，它使得传统的机械主轴磨损、维护高以及不便于变换订单的劣势得到改善，使得机器变得更加方便，在欧洲著名的印刷机械制造商，包括Man Roland、KBA和GOSS的卷筒纸报纸印刷设备上均采用了这一概念的设计，Synax200是一个无轴传动的集成产品，是将Bosch Rexroth的产品与行业应用的集成，在国内，北人印刷机械和无锡宝南机器制造也在其报纸印刷上采用了Synax200系统。之后，B&R 2003年开始与陕西北人印刷机械开始在高端的凹版印刷机械上开发成功国内第一台纸纸凹版印刷机，其设计速度高达300米/分钟，之后，SIEMENS也高调与中山松德建立了合作，在2008年B&R获得了上海鼎龙全伺服瓦楞纸开槽印刷机的成功开发，并且在卫星式柔版印刷机上获得了多达62个伺服轴的应用项目。
LENZE在郑纺机、盐城宏华的多单元浆纱机系统中的应用占据较高的市场份额，每年有上百台采用LENZE伺服的浆纱机在国内得到应用，而SIEMENS的MasterDrvier驱动技术在盐城纺机、无锡华力等得到了多单元浆纱机的成功应用，在控制纱线的上浆、卷绕的同步控制方面，多单元独立驱动技术的发挥了其稳定可靠的优势，使得浆纱质量得到很好的控制。
轮胎成型机是一个对于变化的需求要求非常高的应用，它在轮胎的加工过程中，需针对不同的轮胎生产要求，对带束层、侧胶、钢丝圈输送等提供较高的变化和定位控制，Bosch Rexroth和Rockwell AB也在青岛高校软控和天津赛象的轮胎成型机上得到大量应用，SIEMENS主要与北京敬业和橡胶研究院进行合作。
B&R与上海二纺机在超长车细纱机的应用上进行了合作，开发了国内乃至世界上领先的1500锭的细纱超长车，它应用了B&R的ACOPOSmulti伺服驱动器，链接了14个伺服轴，而在塑料机械领域也获得了多达19个伺服轴的流延膜张力卷取项目。
粗纱机四电机传动技术是最早在国内由B&R开发成功并大量应用的方案，通过对龙筋、钢领板、锭翼等的独立驱动，使得各轴高度同步，并且能够快速的适应纱线生产的变化需求。
2．技术进步
2.1高速响应能力
伺服响应能力大幅度提高，Bosch Rexroth的IndraDriver提供了250uS的位置环刷新能力，而SIEMENS的MasterDriver也同样可提供400uS的位置环刷新速度，B&R的ACOPOS伺服驱动器提供了400uS的刷新速度，这些使得高速的机器设计得以轻松实现。
Baumuller的B MaXX系列伺服驱动器的电流环采样为62.5uS，速度环和位置环分别为125uS，8kHz的交流变换频率，B&R ACOPOS电流环为50uS,速度环125uS，位置环采样为125uS，最高支持15kHz的交流变化频率。
2.2实时通信与运动控制的融合
通常日系伺服产品多采用脉冲方式来控制，脉冲丢失以及实时性不足使得日系伺服均应用在较为低端的市场，而欧美系伺服多采用总线技术，最大的优势在于它提供了非常大的灵活性。
今天，实时通信技术为运动控制满足高性能系统的要求提供了通信基础，2001年，B&R最早在利乐包装的生产线上运行了具有划时代意义的Ethernet POWERLINK技术，它使得50个伺服轴，和2000个I/O点的数据刷新达到了惊人的2.4mS，并且，它是基于标准Ethernet芯片的设计，无需ASIC，这是最早出现的实时通信技术，它的应用使得多轴之间的运动控制达到了新的高度，Bosch Rexroth的SERCOS通信技术采用光纤通信，高达12Mbps的通信速度融合IndraDriver智能型驱动器，2007年SIEMENS推出了新一代的RTE-ProfiNet它是一个基于以太网技术的实现，最开始，SERCOSI还是一个无法将运动和I/O指令运行在同一通道的，只能采用环网的拓扑，并且实用昂贵的光纤，而现在，SERCOSIII在此基础上更好的融合了标准以太网通信，可以采用RJ45来通信，也将拓扑结构进行了拓展，这些都是技术的进步。
Rockwell AB的Kinetix 6000系列支持SERCOS通信接口，但是，SERCOS通信模块非常的昂贵，而且为了实现较为复杂的电子凸轮设计需要配备高性能的ControlLogix CPU整体性价比并非很理想。
BR提供的Ethernet POWERLINK技术目前是最广为应用的实时通信技术，这主要是因为BR在OEM市场获得的巨大的客户基础而决定的，未来的市场可能主要是依赖于ProfiNet IRT,ModBus TCP/IP，因为这些有大型厂商支持的总线技术可能会依赖于其自身强大的市场资源推广到较大的份额，而POWERLINK将尾随其后，而SERCOS由于其狭窄的应用范围而可能会最终占据较小的份额。
2.3共直流母线伺服驱动技术
共直流母线技术的原理是基于通用逆变装置均采用交－直－交变频方式，当电机处于制动状态时，其制动能量反馈到直流侧，为更好的处理反馈制动能量，把各逆变单元的直流侧连接起来的一种方法。共直流母线技术的优势在于
a. 共用直流母线可以大大减少整理单元和制动单元的重复配置，结构简单合
理经济可靠。
b. 共用直流母线的中间直流电压恒定，电容并联储能容量大。
c. 各电动机工作在不同状态下，能量回馈互补，优化了系统的动态特性。
共直流母线技术的驱动器也由各个主要的厂商开始推出，SIEMENS推出了其新一代的驱动器Sinamic120和SIMOTION,而其T-CPU融合了运动控制技术，Bosch Rexroth的智能型驱动器IndraDriver也实现了采用了共直流母线技术，BR的ACOPOSmulti，Rockwell AB的Kinetex 6000系列。
BR ACOPOSmulti伺服驱动器
共直流母线技术的伺服驱动器通常可以带有双轴驱动模块，例如:Bosch Rexroth的IndraDriver和BR的ACOPOSmulti伺服驱动器，它们均有针对双轴的应用模块，这样，通过共享直流母线单元而不是将直流单元集成到独立的驱动器中，在多轴应用时它提供了一个非常大的成本节约方案，例如，BR的ACOPOSmulti伺服驱动器在10个伺服轴以上的应用成本节约可达30%。
Rockwell AB提供了Kinetix 6000系列伺服驱动器，基于共直流母线设计.
2.4一体化的软件平台
软件平台的集成化成为了未来的发展趋势，BR一直秉承着All In One的开发平台设计理念，其Automation Studio融合了HMI、Motion、Control、Communication多种设计于一体，而Rockwell AB的RsLogix也将不同的产品设计融为一体，这些使得其产品设计变得更加简单，而提供了客户开发低学习成本，这个更重要的是一种站在整体的概念看机器的设计理念而非简单的集成软件为一体那么简单。
2.5CAM应用
对于卷筒纸裁切、瓦楞纸横切、全息定位烫、包装的热封、细纱纱线成型、模切机器前沿送纸机构等等，众多的机器设计中，CAM的应用非常广泛，包括SIEMENS、BR、Rockwell AB、Bosch Rexroth、Baomuller、LENZE等一众厂商均在其伺服驱动器中内置了CAM功能，且其CAM曲线的设计能力能够达到非常高的实现能力，例如BR提供了6阶64个多项式的描绘能力，而同样SIEMENS的CAM集成到其工艺包中可以被应用到具体项目中，提供6阶函数描绘能力，Bosch Rexroth的CAM也能够实现较高的运行能力，在电子凸轮送纸机构、卷筒纸裁切领域也有大量的应用。
3.未来发展
3.1模块化设计
为了提高系统的灵活性，能够实现任意的方式的组合不同应用方案，各厂商提供了多种构想的模块化设计，例如BR的ACOPOSmulti伺服驱动器，将伺服逆变单元像PLC一样安装于底板，并且有多种灵活的编码器模块根据应用进行配置，而ACOPOS甚至可以直接接入带有Profibus接口的CPU到驱动器上，并且也可以接入I/O，例如在印刷机的直接驱动中，模拟量的色标信号可以直接被接入到驱动器上，这种设计直接提高了运动控制与逻辑控制之间的响应匹配能力。而LENZE 9400系列伺服驱动器则提供了PLC和驱动器的连接，安全模块、通信模块、数频、I/O等多种选择，Baumuller也提供了在其B Max上的DriverPLC接入，CT的伺服驱动器可以直接插入I/O，CPU等，Rockwell AB的Kinetix 6000系列也是一种基于模块化设计的多轴驱动方案，大大的节省了电柜空间，其滑扣安装方式也使得接线更加简便。
3.2安全技术
机器的人性化设计必须考虑到人的安全，另外也包含了机器本身的安全，safety技术正在成为欧洲众多厂商应用的必须，而国内，尽管运动控制的安全尚未多的应用，但是，越来越多的客户开始关注安全问题，
在BR中，将ACOPOS safety集成到伺服中，而L-force 9400高端伺服驱动器也将安全应用模块集成到了其中，SM0，SM100等多种安全模块可以选择适应于不同的安全应用要求。
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最详细的伺服学习基础篇-松下
电气控制类 砸金蛋 2016-05-03 22:37 发表了文章
对刚入门学习和应用伺服系统的工程师是个好的资料，学习伺服系统的原理和应用，值得收藏。
对刚入门学习和应用伺服系统的工程师是个好的资料，学习伺服系统的原理和应用，值得收藏。
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伺服驱动器的工作原理之位置控制器
电气控制类 上海明日之星科技有限公司 2016-12-07 16:18 发表了文章
来自上位机的指令脉冲输入（和内部脉冲量给定）与来自编码器的位置反馈脉冲，通过位置比较环的计算获得位置偏差信号，位置偏差信号经过位置控制器的处理（通常为P比例调节，在特殊情况下，也有选择PI比例积分调节）。生成速度环的速度给定指令信号，在通过速度控制数和电流控制器去控制电机的转速。
位置偏差量在转速换成速度给定指令过程中，其速度给定指令的大小由位置比例增益参数Kp来规定，因此，Kp参数设置越大，控制反应越迅速，成为刚性比较硬，反之，刚性比较软（即反应慢）。脉冲偏差易经过位置控制器乘上比例增益常数Kp，转变为速度给定指令，多以说位置控制器就是一个比例控制器。
脉冲偏差量寄存在脉冲偏差计数器中，如果清除脉冲偏差计数器为零，那表示给定速度指令为零速，伺服电机立即停止，这种特性不应用于伺服电机原点回归。
位置控制器的输入量为脉冲偏差量，输出量转换为速度给定量，因此在进行位置控制器，当前位置不等于设置位置时，就产生位置偏差量，进行电机转速的调节，当设置位置和当前位置一致时，电机转速为零，即停止。
脉冲偏差量由两种因素产生，一是上位机发出指令脉冲给驱动器，编码器反馈脉冲存在延时滞后，产生脉冲偏差量，另一部分是由于处于产生好的，当电机因负载变化，电机转轴产生相对位移，造成位置偏差量，这些都由编码器检测出来，反馈给驱动器。
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位置偏差量在转速换成速度给定指令过程中，其速度给定指令的大小由位置比例增益参数Kp来规定，因此，Kp参数设置越大，控制反应越迅速，成为刚性比较硬，反之，刚性比较软（即反应慢）。脉冲偏差易经过位置控制器乘上比例增益常数Kp，转变为速度给定指令，多以说位置控制器就是一个比例控制器。
脉冲偏差量寄存在脉冲偏差计数器中，如果清除脉冲偏差计数器为零，那表示给定速度指令为零速，伺服电机立即停止，这种特性不应用于伺服电机原点回归。
位置控制器的输入量为脉冲偏差量，输出量转换为速度给定量，因此在进行位置控制器，当前位置不等于设置位置时，就产生位置偏差量，进行电机转速的调节，当设置位置和当前位置一致时，电机转速为零，即停止。
脉冲偏差量由两种因素产生，一是上位机发出指令脉冲给驱动器，编码器反馈脉冲存在延时滞后，产生脉冲偏差量，另一部分是由于处于产生好的，当电机因负载变化，电机转轴产生相对位移，造成位置偏差量，这些都由编码器检测出来，反馈给驱动器。
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来自上位机的指令脉冲输入（和内部脉冲量给定）与来自编码器的位置反馈脉冲，通过位置比较环的计算获得位置偏差信号，位置偏差信号经过位置控制器的处理（通常为P比例调节，在特殊情况下，也有选择PI比例积分调节）。生成速度环的速度给定指令信号，在通过速度控制数和电流控制器去控制电机的转速。
位置偏差量在转速换成速度给定指令过程中，其速度给定指令的大小由位置比例增益参数Kp来规定，因此，Kp参数设置越大，控制反应越迅速，成为刚性比较硬，反之，刚性比较软（即反应慢）。脉冲偏差易经过位置控制器乘上比例增益常数Kp，转变为速度给定指令，多以说位置控制器就是一个比例控制器。
脉冲偏差量寄存在脉冲偏差计数器中，如果清除脉冲偏差计数器为零，那表示给定速度指令为零速，伺服电机立即停止，这种特性不应用于伺服电机原点回归。
位置控制器的输入量为脉冲偏差量，输出量转换为速度给定量，因此在进行位置控制器，当前位置不等于设置位置时，就产生位置偏差量，进行电机转速的调节，当设置位置和当前位置一致时，电机转速为零，即停止。
脉冲偏差量由两种因素产生，一是上位机发出指令脉冲给驱动器，编码器反馈脉冲存在延时滞后，产生脉冲偏差量，另一部分是由于处于产生好的，当电机因负载变化，电机转轴产生相对位移，造成位置偏差量，这些都由编码器检测出来，反馈给驱动器。
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干货：伺服驱动器的问与答 — 交流伺服电动机应用趋势
电气控制类 Winterfall 2016-09-28 20:46 发表了文章
伺服的应用
如果用在机床上，则控制部分硬件可以设计得相对简单一些，成本也相应低些。如果用于军工，则内部固件设计时控制算法应该更灵活，比如提供位置环滤波、速度环滤波、非线性、最优化或智能化算法。当然不需要在一个硬件部分上实现。可以面向对象做成几种类型的产品。
而交流伺服在加工中心、自动车床、电动注塑机、机械手、印刷机、包装机、弹簧机、三坐标测量仪、电火花加工机等等方面的设备有广阔的应用。
关于步进电机和交流伺服电机的性能有较大差别。步进电机是一种离散运动的装置，它和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中，步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现，交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势，运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。
虽然两者在控制方式上相似（脉冲串和方向信号），但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。如：
1、控制精度不同
2、低频特性不同
3、矩频特性不同
4、过载能力不同
5、运行性能不同
6、速度响应性能不同
交流伺服系统在性能方面优于步进电机，但在某些特定场合还是会用步进电机来做执行电动机。所以，在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、成本等多方面的因素，选用适当的控制电机。
伺服电机寻找原点时，当碰到原点开关时，马上减速停止，以此点为原点。
回原点时直接寻找编码器的Z相信号，当有Z相信号时，马上减速停止。这种回原方法一般只应用在旋转轴，且回原速度不高，精度也不高。
同步带的安装对伺服定位也有很大影响吗？这个情况，得知道伺服是不是调得很软？常见伺服是用脉冲控制的，那么，位置环的比例增益，速度环比例增益、积分时间常数分别是多少？
位置环比例增益：21rad/s
速度环比例增益：105rad/s
速度环积分时间常数：84ms
伺服应用的4大难题
1 怎样判断伺服电机与伺服驱动器的故障区别？
看驱动器上的错误、报警号，然后查手册。如果连报警都没有了，那自然就是驱动器故障，当然，还有可能是根本伺服就没有故障，而是控制信号错误导致伺服没有动作。
除了看驱动器上的错误、报警号，然后查手册外，有时最直接判断方法是更换，如X与Z轴伺服互换（型号相同才可以）。或修改参数，如把X轴锁住，不让系统检测X轴 。
但应注意：X轴与Z轴互换，即使型号相同，进口设备也可能因为负载不同、参数不同而产生问题。当然，如果是国产设备，通常不会针对使用情况调整伺服参数，一般不会有问题。但应注意X轴与Z轴电机功率转矩是否相同、电机丝杆是否直联以及电子齿轮减速比方面事宜。
2 交流同步伺服、交流异步伺服的额定转速与极数是否有关？n1=60f/2p，额定转速以下输出恒转矩，额定转速以上恒功率，那么额定转速的界定是由电机本身的机械决定还是驱动器来决定？
当然有关，同步转速n1=60f/2p，异步机还有滑差s，n=(1-s)n1，同步机n=n1，2p为极对数。控制中弱磁速度的界定是由驱动器判断的。
额定转速可以由几个方面决定：同步伺服的反电势高低、电机铁心材料允许的驱动电流交变频率、额定转矩下电机的最大功率、最高温升等，最主要还是反电势；异步电机主要受材料允许的最高频率以及极对数限制。
额定转速的界定由电机本身的机械和电器特性来决定。
3 交、直流伺服的区分是否取决于驱动器与电机间的电流或电压的形式？但直流无刷伺服的电流方向也变化？是否可以理解为交流？交流伺服是否是以直流无刷伺服的原理为基础演变的？
交流伺服通常指以正弦波驱动方式的伺服，无刷驱动相当于整流子数为6（7）的有刷直流电机的控制精度，一般低速特性较差。商业上也有称他为交流伺服，仅因为他甩掉了电刷，但特性恐怕比好的交流伺服、直流伺服有差距，10000倍的调速比无刷电机绝难达到。
直流无刷马达其实是自控式永磁同步马达的一种，不过是矩形波供电，而通常说的永磁同步马达是正弦波供电的。之所以说是“直流电机”，主要考虑到无刷马达的控制器相当于直流有刷马达的电刷和换向器，实现“电子换向”，从直流母线侧看相当于直流电机。
直流伺服用于直流电机，不是直流无刷电机；直流无刷电机与交流伺服电机其实是一回事，就是交流同步电机（交流永磁同步伺服电机）。
4 电机的极对数？
n1=60*f/2p
p一般表示电机的极对数数，2p是极数。1对极包括N极和S极，极数当然是极对数的两倍。同步电机机械转速=60*运行频率/极对数；异步电机机械转速=60*运行频率*（1-滑差率）/极对数 。
交流伺服电动机应用趋势
自动控制系统不仅在理论上飞速发展，在其应用器件上也日新月异。模块化、数字化、高精度、长寿命的器件每隔3～5年就有更新换代的产品面市。传统的交流伺服电机特性软，并且其输出特性不是单值的;步进电机一般为开环控制而无法准确定位，电动机本身还有速度谐振区，pwm调速系统对位置跟踪性能较差，变频调速较简单但精度有时不够，直流电机伺服系统以其优良的性能被广泛的应用于位置随动系统中，但其也有缺点，例如结构复杂，在超低速时死区矛盾突出，并且换向刷会带来噪声和维护保养问题。目前，新型的永磁交流伺服电机发展迅速，尤其是从方波控制发展到正弦波控制后，系统性能更好，它调速范围宽，尤其是低速性能优越。
直、交流伺服电机对比
1 两种电机的简单实验比较
将系统原先的直流误差信号直接接入交流伺服驱动器的模拟控制输入端，用交流伺服电机和它的驱动器代替原先的差分功放、电机放大机和直流伺服电机，而控制部分和测角元件等均不变。
实验目的：简单比较两种方案的输出特性。
实验过程：原先的直流伺服电机，额定电压为100v，额定转速为3000r/min，空载启动电压为2v，空载时，当其输入电压为1 v电机不转，输入电压为2～2.5v时，眼睛可观察到电机转速不匀，这是因为碳刷、油封等以及力矩角引起的不可避免的现象。而交流伺服电机因为无碳刷使其摩擦力小，还因为霍尔器件的存在而使其电磁力始终垂直于旋转半径（这既是所谓的正弦控制），从而其低速性能明显优于前者。当时将其转速放在很低，用肉眼很难分辨电机的转动，只能通过它自己的软件界面观察指示的电枢位置在转动，也观察不到爬行现象发生，用手也感觉不到有特性软的现象，原先直流系统低速要求为0.1°/s，若用交流电机估计低速至少可到0.01°/s。采用交流伺服系统，是对低速性能要求高的系统最为简单可行的方法。
实验结果：交流伺服电机的输出特性画法也和直流伺服电机完全不同，它不是负斜率的一组直线，而是几乎画成矩形。这也说明了输出特性硬，速度范围宽。
2 归纳两种电机的不同之处
功率驱动
对于在雷达上经常使用的直流伺服系统的驱动电动机功率放大部分，当天线重量轻，转速慢，驱动功率较小时，一般为几十瓦，可以直接用直流电源控制电动机。当驱动功率要求在近千瓦或千瓦以上时，选择驱动方案，也即放大直流电动机的电枢电流，就是设计伺服系统的重要部分。大功率直流电源目前采用较多的有：晶体管功放、晶闸管功放和电机放大机等等。对于千瓦级的晶体管功放使用的较少。可控硅技术在上世纪60～70年代初得到快速的发展和广泛的应用，但因当时的各方面原因，如可靠性等，不少产品放弃了可控硅控制。目前的集成驱动模块一般都为晶体管或晶闸管制造。电机放大机是传统的直流伺服电机的功放装置，因其控制简单，结实耐用，目前的新型号的雷达产品上仍有采用。下面主要以放大电机为例，和交流伺服电机比较其优缺点。
放大电机常称为扩大机，一般是用交流异步感应电动机拖动串联的两级直流发电机组，以此来实现直流控制。两组控制绕组，每组的输入阻抗为几千欧，若串接使用输入阻抗约10千欧，一般为互补平衡对称输入，当系统输入不为零时打破其平衡，使放大电机有输出信号。当输入电流为十几到几十毫安时其输出可达100v以上的直流电压和几安到几十安的电流，直接接到直流伺服电机的电枢绕组上。其主要缺点是体积重量大，非线性度，尤其在零点附近不是很好，这对于要求高的系统需要仔细处理。
而交流伺服电机都配有专门的驱动器，它在体积和重量上远小于同功率的放大电机，它靠内部的晶体管或晶闸管组成的开关电路，根据伺服电机内的光电编码器或霍尔器件判断转子当时的位置，决定驱动电机的a、b、c三相应输出的状态，因此它的效率和平稳性都很好。所以不像控制放大电机需要做专门的功放电路。这种电机一般都为永磁式的，驱动器产生的a、b、c三相变化的电流控制电机转动，因此称为交流伺服电机;驱动器输入的控制信号可以是脉冲串，也可以是直流电压信号（一般为±10v），所以也有将其称为直流无刷电动机。
安全保护
较大天线伺服系统的保护应是一个重要的设计环节，因为一旦失控，可能引起重大的设备损坏或人身事故。国外有些雷达在这方面有十种左右的保护措施，如某些系统的门打开后将使伺服电机不能启动等。
过流过载保护电路的敏感元件最好设计在靠近电机的直接控制部分，但这里的电流很大，使设计有一定的困难。常用的熔断器、热继电器等器件，往往因其升温到动作完成须有一定的时间，使其对瞬间就损坏设备的故障不能起到保护作用。例如曾经因某型号雷达跟随器的运放失效而使电容充电时间加长，平常还不容易发现此类故障，从而使测角元件双通道电感移相器的粗精纠错部分出错，因此输出的天线角度值叠加了一个粗大误差，（粗精比为1:32，粗大误差为11°15′）并反复出现，称之为“跳大点”。因系统的开环增益在两千倍以上，当随动系统判断到这个大失调角时，以最大的加速度达到最大的速度，去追赶这个失调角，从而使电机高速旋转时突然判断反转，这不但很容易引起永磁电机退磁使性能降低，当时还使减速机彻底损坏，但是这时熔断器、热继电器等无一动作。现在采用数字计算机可以较容易的判断这类现象，但因干扰、通讯等原因，不能将此类宝完全押在计算机上。而交流伺服电机，数据处理芯片安装在驱动器内，驱动器的i/o口都经过光耦隔离，因此可靠性好；并有许多现成可用的功能方便使用，如力矩电流限制，速度限制，加速度限制等等。
直流电机的额定过载线，如果不外接专门的限制断路器件，则额定线仅仅是在图上画出的，传递函数中并无此饱和线，顶多也就是超过此线后线性度可能有所降低。而交流电机的额定过载线却是实实在在的存在，一旦超过此线则系统立即停止。因此，一来可靠的保护了系统不会损坏，二来设计时要注意这个区别，尤其是不能随便停机的系统，电机的功率要有足够的余量。
控制方法
采用交流伺服电机，可以使控制部分的设计简单，也可以容易的代替原先系统的驱动电机部分。系统构成典型的方法是:
上位机如pc机、plc、嵌入机等;随动系统中主要用于调试系统，以及完成系统通讯，信号采集等其他任务，控制任务可以放在上位机内，也可放在控制器中;
多轴控制器，一般可控制2至8个轴，可构成方位、俯仰、横滚等轴的控制，对于单轴控制，常使用带控制器的驱动器，可省去这一项;
驱动器，多为专用的，和电机配套出售;
总之，采用这种方案，可以省去许多硬件电路和软件计算编程工作，实现模块化，提高了可靠性和可维修性。
来源：网络 查看全部
如果用在机床上，则控制部分硬件可以设计得相对简单一些，成本也相应低些。如果用于军工，则内部固件设计时控制算法应该更灵活，比如提供位置环滤波、速度环滤波、非线性、最优化或智能化算法。当然不需要在一个硬件部分上实现。可以面向对象做成几种类型的产品。
而交流伺服在加工中心、自动车床、电动注塑机、机械手、印刷机、包装机、弹簧机、三坐标测量仪、电火花加工机等等方面的设备有广阔的应用。
关于步进电机和交流伺服电机的性能有较大差别。步进电机是一种离散运动的装置，它和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中，步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现，交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势，运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。
虽然两者在控制方式上相似（脉冲串和方向信号），但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。如：
1、控制精度不同
2、低频特性不同
3、矩频特性不同
4、过载能力不同
5、运行性能不同
6、速度响应性能不同
交流伺服系统在性能方面优于步进电机，但在某些特定场合还是会用步进电机来做执行电动机。所以，在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、成本等多方面的因素，选用适当的控制电机。
伺服电机寻找原点时，当碰到原点开关时，马上减速停止，以此点为原点。
回原点时直接寻找编码器的Z相信号，当有Z相信号时，马上减速停止。这种回原方法一般只应用在旋转轴，且回原速度不高，精度也不高。
同步带的安装对伺服定位也有很大影响吗？这个情况，得知道伺服是不是调得很软？常见伺服是用脉冲控制的，那么，位置环的比例增益，速度环比例增益、积分时间常数分别是多少？
位置环比例增益：21rad/s
速度环比例增益：105rad/s
速度环积分时间常数：84ms
伺服应用的4大难题
1 怎样判断伺服电机与伺服驱动器的故障区别？
看驱动器上的错误、报警号，然后查手册。如果连报警都没有了，那自然就是驱动器故障，当然，还有可能是根本伺服就没有故障，而是控制信号错误导致伺服没有动作。
除了看驱动器上的错误、报警号，然后查手册外，有时最直接判断方法是更换，如X与Z轴伺服互换（型号相同才可以）。或修改参数，如把X轴锁住，不让系统检测X轴 。
但应注意：X轴与Z轴互换，即使型号相同，进口设备也可能因为负载不同、参数不同而产生问题。当然，如果是国产设备，通常不会针对使用情况调整伺服参数，一般不会有问题。但应注意X轴与Z轴电机功率转矩是否相同、电机丝杆是否直联以及电子齿轮减速比方面事宜。
2 交流同步伺服、交流异步伺服的额定转速与极数是否有关？n1=60f/2p，额定转速以下输出恒转矩，额定转速以上恒功率，那么额定转速的界定是由电机本身的机械决定还是驱动器来决定？
当然有关，同步转速n1=60f/2p，异步机还有滑差s，n=(1-s)n1，同步机n=n1，2p为极对数。控制中弱磁速度的界定是由驱动器判断的。
额定转速可以由几个方面决定：同步伺服的反电势高低、电机铁心材料允许的驱动电流交变频率、额定转矩下电机的最大功率、最高温升等，最主要还是反电势；异步电机主要受材料允许的最高频率以及极对数限制。
额定转速的界定由电机本身的机械和电器特性来决定。
3 交、直流伺服的区分是否取决于驱动器与电机间的电流或电压的形式？但直流无刷伺服的电流方向也变化？是否可以理解为交流？交流伺服是否是以直流无刷伺服的原理为基础演变的？
交流伺服通常指以正弦波驱动方式的伺服，无刷驱动相当于整流子数为6（7）的有刷直流电机的控制精度，一般低速特性较差。商业上也有称他为交流伺服，仅因为他甩掉了电刷，但特性恐怕比好的交流伺服、直流伺服有差距，10000倍的调速比无刷电机绝难达到。
直流无刷马达其实是自控式永磁同步马达的一种，不过是矩形波供电，而通常说的永磁同步马达是正弦波供电的。之所以说是“直流电机”，主要考虑到无刷马达的控制器相当于直流有刷马达的电刷和换向器，实现“电子换向”，从直流母线侧看相当于直流电机。
直流伺服用于直流电机，不是直流无刷电机；直流无刷电机与交流伺服电机其实是一回事，就是交流同步电机（交流永磁同步伺服电机）。
4 电机的极对数？
n1=60*f/2p
p一般表示电机的极对数数，2p是极数。1对极包括N极和S极，极数当然是极对数的两倍。同步电机机械转速=60*运行频率/极对数；异步电机机械转速=60*运行频率*（1-滑差率）/极对数 。
交流伺服电动机应用趋势
自动控制系统不仅在理论上飞速发展，在其应用器件上也日新月异。模块化、数字化、高精度、长寿命的器件每隔3～5年就有更新换代的产品面市。传统的交流伺服电机特性软，并且其输出特性不是单值的;步进电机一般为开环控制而无法准确定位，电动机本身还有速度谐振区，pwm调速系统对位置跟踪性能较差，变频调速较简单但精度有时不够，直流电机伺服系统以其优良的性能被广泛的应用于位置随动系统中，但其也有缺点，例如结构复杂，在超低速时死区矛盾突出，并且换向刷会带来噪声和维护保养问题。目前，新型的永磁交流伺服电机发展迅速，尤其是从方波控制发展到正弦波控制后，系统性能更好，它调速范围宽，尤其是低速性能优越。
直、交流伺服电机对比
1 两种电机的简单实验比较
将系统原先的直流误差信号直接接入交流伺服驱动器的模拟控制输入端，用交流伺服电机和它的驱动器代替原先的差分功放、电机放大机和直流伺服电机，而控制部分和测角元件等均不变。
实验目的：简单比较两种方案的输出特性。
实验过程：原先的直流伺服电机，额定电压为100v，额定转速为3000r/min，空载启动电压为2v，空载时，当其输入电压为1 v电机不转，输入电压为2～2.5v时，眼睛可观察到电机转速不匀，这是因为碳刷、油封等以及力矩角引起的不可避免的现象。而交流伺服电机因为无碳刷使其摩擦力小，还因为霍尔器件的存在而使其电磁力始终垂直于旋转半径（这既是所谓的正弦控制），从而其低速性能明显优于前者。当时将其转速放在很低，用肉眼很难分辨电机的转动，只能通过它自己的软件界面观察指示的电枢位置在转动，也观察不到爬行现象发生，用手也感觉不到有特性软的现象，原先直流系统低速要求为0.1°/s，若用交流电机估计低速至少可到0.01°/s。采用交流伺服系统，是对低速性能要求高的系统最为简单可行的方法。
实验结果：交流伺服电机的输出特性画法也和直流伺服电机完全不同，它不是负斜率的一组直线，而是几乎画成矩形。这也说明了输出特性硬，速度范围宽。
2 归纳两种电机的不同之处
功率驱动
对于在雷达上经常使用的直流伺服系统的驱动电动机功率放大部分，当天线重量轻，转速慢，驱动功率较小时，一般为几十瓦，可以直接用直流电源控制电动机。当驱动功率要求在近千瓦或千瓦以上时，选择驱动方案，也即放大直流电动机的电枢电流，就是设计伺服系统的重要部分。大功率直流电源目前采用较多的有：晶体管功放、晶闸管功放和电机放大机等等。对于千瓦级的晶体管功放使用的较少。可控硅技术在上世纪60～70年代初得到快速的发展和广泛的应用，但因当时的各方面原因，如可靠性等，不少产品放弃了可控硅控制。目前的集成驱动模块一般都为晶体管或晶闸管制造。电机放大机是传统的直流伺服电机的功放装置，因其控制简单，结实耐用，目前的新型号的雷达产品上仍有采用。下面主要以放大电机为例，和交流伺服电机比较其优缺点。
放大电机常称为扩大机，一般是用交流异步感应电动机拖动串联的两级直流发电机组，以此来实现直流控制。两组控制绕组，每组的输入阻抗为几千欧，若串接使用输入阻抗约10千欧，一般为互补平衡对称输入，当系统输入不为零时打破其平衡，使放大电机有输出信号。当输入电流为十几到几十毫安时其输出可达100v以上的直流电压和几安到几十安的电流，直接接到直流伺服电机的电枢绕组上。其主要缺点是体积重量大，非线性度，尤其在零点附近不是很好，这对于要求高的系统需要仔细处理。
而交流伺服电机都配有专门的驱动器，它在体积和重量上远小于同功率的放大电机，它靠内部的晶体管或晶闸管组成的开关电路，根据伺服电机内的光电编码器或霍尔器件判断转子当时的位置，决定驱动电机的a、b、c三相应输出的状态，因此它的效率和平稳性都很好。所以不像控制放大电机需要做专门的功放电路。这种电机一般都为永磁式的，驱动器产生的a、b、c三相变化的电流控制电机转动，因此称为交流伺服电机;驱动器输入的控制信号可以是脉冲串，也可以是直流电压信号（一般为±10v），所以也有将其称为直流无刷电动机。
安全保护
较大天线伺服系统的保护应是一个重要的设计环节，因为一旦失控，可能引起重大的设备损坏或人身事故。国外有些雷达在这方面有十种左右的保护措施，如某些系统的门打开后将使伺服电机不能启动等。
过流过载保护电路的敏感元件最好设计在靠近电机的直接控制部分，但这里的电流很大，使设计有一定的困难。常用的熔断器、热继电器等器件，往往因其升温到动作完成须有一定的时间，使其对瞬间就损坏设备的故障不能起到保护作用。例如曾经因某型号雷达跟随器的运放失效而使电容充电时间加长，平常还不容易发现此类故障，从而使测角元件双通道电感移相器的粗精纠错部分出错，因此输出的天线角度值叠加了一个粗大误差，（粗精比为1:32，粗大误差为11°15′）并反复出现，称之为“跳大点”。因系统的开环增益在两千倍以上，当随动系统判断到这个大失调角时，以最大的加速度达到最大的速度，去追赶这个失调角，从而使电机高速旋转时突然判断反转，这不但很容易引起永磁电机退磁使性能降低，当时还使减速机彻底损坏，但是这时熔断器、热继电器等无一动作。现在采用数字计算机可以较容易的判断这类现象，但因干扰、通讯等原因，不能将此类宝完全押在计算机上。而交流伺服电机，数据处理芯片安装在驱动器内，驱动器的i/o口都经过光耦隔离，因此可靠性好；并有许多现成可用的功能方便使用，如力矩电流限制，速度限制，加速度限制等等。
直流电机的额定过载线，如果不外接专门的限制断路器件，则额定线仅仅是在图上画出的，传递函数中并无此饱和线，顶多也就是超过此线后线性度可能有所降低。而交流电机的额定过载线却是实实在在的存在，一旦超过此线则系统立即停止。因此，一来可靠的保护了系统不会损坏，二来设计时要注意这个区别，尤其是不能随便停机的系统，电机的功率要有足够的余量。
控制方法
采用交流伺服电机，可以使控制部分的设计简单，也可以容易的代替原先系统的驱动电机部分。系统构成典型的方法是:
上位机如pc机、plc、嵌入机等;随动系统中主要用于调试系统，以及完成系统通讯，信号采集等其他任务，控制任务可以放在上位机内，也可放在控制器中;
多轴控制器，一般可控制2至8个轴，可构成方位、俯仰、横滚等轴的控制，对于单轴控制，常使用带控制器的驱动器，可省去这一项;
驱动器，多为专用的，和电机配套出售;
总之，采用这种方案，可以省去许多硬件电路和软件计算编程工作，实现模块化，提高了可靠性和可维修性。
来源：网络 查看全部
伺服的应用
如果用在机床上，则控制部分硬件可以设计得相对简单一些，成本也相应低些。如果用于军工，则内部固件设计时控制算法应该更灵活，比如提供位置环滤波、速度环滤波、非线性、最优化或智能化算法。当然不需要在一个硬件部分上实现。可以面向对象做成几种类型的产品。
而交流伺服在加工中心、自动车床、电动注塑机、机械手、印刷机、包装机、弹簧机、三坐标测量仪、电火花加工机等等方面的设备有广阔的应用。
关于步进电机和交流伺服电机的性能有较大差别。步进电机是一种离散运动的装置，它和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中，步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现，交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势，运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。
虽然两者在控制方式上相似（脉冲串和方向信号），但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。如：
1、控制精度不同
2、低频特性不同
3、矩频特性不同
4、过载能力不同
5、运行性能不同
6、速度响应性能不同
交流伺服系统在性能方面优于步进电机，但在某些特定场合还是会用步进电机来做执行电动机。所以，在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、成本等多方面的因素，选用适当的控制电机。
伺服电机寻找原点时，当碰到原点开关时，马上减速停止，以此点为原点。
回原点时直接寻找编码器的Z相信号，当有Z相信号时，马上减速停止。这种回原方法一般只应用在旋转轴，且回原速度不高，精度也不高。
同步带的安装对伺服定位也有很大影响吗？这个情况，得知道伺服是不是调得很软？常见伺服是用脉冲控制的，那么，位置环的比例增益，速度环比例增益、积分时间常数分别是多少？
位置环比例增益：21rad/s
速度环比例增益：105rad/s
速度环积分时间常数：84ms
伺服应用的4大难题
1 怎样判断伺服电机与伺服驱动器的故障区别？
看驱动器上的错误、报警号，然后查手册。如果连报警都没有了，那自然就是驱动器故障，当然，还有可能是根本伺服就没有故障，而是控制信号错误导致伺服没有动作。
除了看驱动器上的错误、报警号，然后查手册外，有时最直接判断方法是更换，如X与Z轴伺服互换（型号相同才可以）。或修改参数，如把X轴锁住，不让系统检测X轴 。
但应注意：X轴与Z轴互换，即使型号相同，进口设备也可能因为负载不同、参数不同而产生问题。当然，如果是国产设备，通常不会针对使用情况调整伺服参数，一般不会有问题。但应注意X轴与Z轴电机功率转矩是否相同、电机丝杆是否直联以及电子齿轮减速比方面事宜。
2 交流同步伺服、交流异步伺服的额定转速与极数是否有关？n1=60f/2p，额定转速以下输出恒转矩，额定转速以上恒功率，那么额定转速的界定是由电机本身的机械决定还是驱动器来决定？
当然有关，同步转速n1=60f/2p，异步机还有滑差s，n=(1-s)n1，同步机n=n1，2p为极对数。控制中弱磁速度的界定是由驱动器判断的。
额定转速可以由几个方面决定：同步伺服的反电势高低、电机铁心材料允许的驱动电流交变频率、额定转矩下电机的最大功率、最高温升等，最主要还是反电势；异步电机主要受材料允许的最高频率以及极对数限制。
额定转速的界定由电机本身的机械和电器特性来决定。
3 交、直流伺服的区分是否取决于驱动器与电机间的电流或电压的形式？但直流无刷伺服的电流方向也变化？是否可以理解为交流？交流伺服是否是以直流无刷伺服的原理为基础演变的？
交流伺服通常指以正弦波驱动方式的伺服，无刷驱动相当于整流子数为6（7）的有刷直流电机的控制精度，一般低速特性较差。商业上也有称他为交流伺服，仅因为他甩掉了电刷，但特性恐怕比好的交流伺服、直流伺服有差距，10000倍的调速比无刷电机绝难达到。
直流无刷马达其实是自控式永磁同步马达的一种，不过是矩形波供电，而通常说的永磁同步马达是正弦波供电的。之所以说是“直流电机”，主要考虑到无刷马达的控制器相当于直流有刷马达的电刷和换向器，实现“电子换向”，从直流母线侧看相当于直流电机。
直流伺服用于直流电机，不是直流无刷电机；直流无刷电机与交流伺服电机其实是一回事，就是交流同步电机（交流永磁同步伺服电机）。
4 电机的极对数？
n1=60*f/2p
p一般表示电机的极对数数，2p是极数。1对极包括N极和S极，极数当然是极对数的两倍。同步电机机械转速=60*运行频率/极对数；异步电机机械转速=60*运行频率*（1-滑差率）/极对数 。
交流伺服电动机应用趋势
自动控制系统不仅在理论上飞速发展，在其应用器件上也日新月异。模块化、数字化、高精度、长寿命的器件每隔3～5年就有更新换代的产品面市。传统的交流伺服电机特性软，并且其输出特性不是单值的;步进电机一般为开环控制而无法准确定位，电动机本身还有速度谐振区，pwm调速系统对位置跟踪性能较差，变频调速较简单但精度有时不够，直流电机伺服系统以其优良的性能被广泛的应用于位置随动系统中，但其也有缺点，例如结构复杂，在超低速时死区矛盾突出，并且换向刷会带来噪声和维护保养问题。目前，新型的永磁交流伺服电机发展迅速，尤其是从方波控制发展到正弦波控制后，系统性能更好，它调速范围宽，尤其是低速性能优越。
直、交流伺服电机对比
1 两种电机的简单实验比较
将系统原先的直流误差信号直接接入交流伺服驱动器的模拟控制输入端，用交流伺服电机和它的驱动器代替原先的差分功放、电机放大机和直流伺服电机，而控制部分和测角元件等均不变。
实验目的：简单比较两种方案的输出特性。
实验过程：原先的直流伺服电机，额定电压为100v，额定转速为3000r/min，空载启动电压为2v，空载时，当其输入电压为1 v电机不转，输入电压为2～2.5v时，眼睛可观察到电机转速不匀，这是因为碳刷、油封等以及力矩角引起的不可避免的现象。而交流伺服电机因为无碳刷使其摩擦力小，还因为霍尔器件的存在而使其电磁力始终垂直于旋转半径（这既是所谓的正弦控制），从而其低速性能明显优于前者。当时将其转速放在很低，用肉眼很难分辨电机的转动，只能通过它自己的软件界面观察指示的电枢位置在转动，也观察不到爬行现象发生，用手也感觉不到有特性软的现象，原先直流系统低速要求为0.1°/s，若用交流电机估计低速至少可到0.01°/s。采用交流伺服系统，是对低速性能要求高的系统最为简单可行的方法。
实验结果：交流伺服电机的输出特性画法也和直流伺服电机完全不同，它不是负斜率的一组直线，而是几乎画成矩形。这也说明了输出特性硬，速度范围宽。
2 归纳两种电机的不同之处
功率驱动
对于在雷达上经常使用的直流伺服系统的驱动电动机功率放大部分，当天线重量轻，转速慢，驱动功率较小时，一般为几十瓦，可以直接用直流电源控制电动机。当驱动功率要求在近千瓦或千瓦以上时，选择驱动方案，也即放大直流电动机的电枢电流，就是设计伺服系统的重要部分。大功率直流电源目前采用较多的有：晶体管功放、晶闸管功放和电机放大机等等。对于千瓦级的晶体管功放使用的较少。可控硅技术在上世纪60～70年代初得到快速的发展和广泛的应用，但因当时的各方面原因，如可靠性等，不少产品放弃了可控硅控制。目前的集成驱动模块一般都为晶体管或晶闸管制造。电机放大机是传统的直流伺服电机的功放装置，因其控制简单，结实耐用，目前的新型号的雷达产品上仍有采用。下面主要以放大电机为例，和交流伺服电机比较其优缺点。
放大电机常称为扩大机，一般是用交流异步感应电动机拖动串联的两级直流发电机组，以此来实现直流控制。两组控制绕组，每组的输入阻抗为几千欧，若串接使用输入阻抗约10千欧，一般为互补平衡对称输入，当系统输入不为零时打破其平衡，使放大电机有输出信号。当输入电流为十几到几十毫安时其输出可达100v以上的直流电压和几安到几十安的电流，直接接到直流伺服电机的电枢绕组上。其主要缺点是体积重量大，非线性度，尤其在零点附近不是很好，这对于要求高的系统需要仔细处理。
而交流伺服电机都配有专门的驱动器，它在体积和重量上远小于同功率的放大电机，它靠内部的晶体管或晶闸管组成的开关电路，根据伺服电机内的光电编码器或霍尔器件判断转子当时的位置，决定驱动电机的a、b、c三相应输出的状态，因此它的效率和平稳性都很好。所以不像控制放大电机需要做专门的功放电路。这种电机一般都为永磁式的，驱动器产生的a、b、c三相变化的电流控制电机转动，因此称为交流伺服电机;驱动器输入的控制信号可以是脉冲串，也可以是直流电压信号（一般为±10v），所以也有将其称为直流无刷电动机。
安全保护
较大天线伺服系统的保护应是一个重要的设计环节，因为一旦失控，可能引起重大的设备损坏或人身事故。国外有些雷达在这方面有十种左右的保护措施，如某些系统的门打开后将使伺服电机不能启动等。
过流过载保护电路的敏感元件最好设计在靠近电机的直接控制部分，但这里的电流很大，使设计有一定的困难。常用的熔断器、热继电器等器件，往往因其升温到动作完成须有一定的时间，使其对瞬间就损坏设备的故障不能起到保护作用。例如曾经因某型号雷达跟随器的运放失效而使电容充电时间加长，平常还不容易发现此类故障，从而使测角元件双通道电感移相器的粗精纠错部分出错，因此输出的天线角度值叠加了一个粗大误差，（粗精比为1:32，粗大误差为11°15′）并反复出现，称之为“跳大点”。因系统的开环增益在两千倍以上，当随动系统判断到这个大失调角时，以最大的加速度达到最大的速度，去追赶这个失调角，从而使电机高速旋转时突然判断反转，这不但很容易引起永磁电机退磁使性能降低，当时还使减速机彻底损坏，但是这时熔断器、热继电器等无一动作。现在采用数字计算机可以较容易的判断这类现象，但因干扰、通讯等原因，不能将此类宝完全押在计算机上。而交流伺服电机，数据处理芯片安装在驱动器内，驱动器的i/o口都经过光耦隔离，因此可靠性好；并有许多现成可用的功能方便使用，如力矩电流限制，速度限制，加速度限制等等。
直流电机的额定过载线，如果不外接专门的限制断路器件，则额定线仅仅是在图上画出的，传递函数中并无此饱和线，顶多也就是超过此线后线性度可能有所降低。而交流电机的额定过载线却是实实在在的存在，一旦超过此线则系统立即停止。因此，一来可靠的保护了系统不会损坏，二来设计时要注意这个区别，尤其是不能随便停机的系统，电机的功率要有足够的余量。
控制方法
采用交流伺服电机，可以使控制部分的设计简单，也可以容易的代替原先系统的驱动电机部分。系统构成典型的方法是:
上位机如pc机、plc、嵌入机等;随动系统中主要用于调试系统，以及完成系统通讯，信号采集等其他任务，控制任务可以放在上位机内，也可放在控制器中;
多轴控制器，一般可控制2至8个轴，可构成方位、俯仰、横滚等轴的控制，对于单轴控制，常使用带控制器的驱动器，可省去这一项;
驱动器，多为专用的，和电机配套出售;
总之，采用这种方案，可以省去许多硬件电路和软件计算编程工作，实现模块化，提高了可靠性和可维修性。
来源：网络
如果用在机床上，则控制部分硬件可以设计得相对简单一些，成本也相应低些。如果用于军工，则内部固件设计时控制算法应该更灵活，比如提供位置环滤波、速度环滤波、非线性、最优化或智能化算法。当然不需要在一个硬件部分上实现。可以面向对象做成几种类型的产品。
而交流伺服在加工中心、自动车床、电动注塑机、机械手、印刷机、包装机、弹簧机、三坐标测量仪、电火花加工机等等方面的设备有广阔的应用。
关于步进电机和交流伺服电机的性能有较大差别。步进电机是一种离散运动的装置，它和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中，步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现，交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势，运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。
虽然两者在控制方式上相似（脉冲串和方向信号），但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。如：
1、控制精度不同
2、低频特性不同
3、矩频特性不同
4、过载能力不同
5、运行性能不同
6、速度响应性能不同
交流伺服系统在性能方面优于步进电机，但在某些特定场合还是会用步进电机来做执行电动机。所以，在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、成本等多方面的因素，选用适当的控制电机。
伺服电机寻找原点时，当碰到原点开关时，马上减速停止，以此点为原点。
回原点时直接寻找编码器的Z相信号，当有Z相信号时，马上减速停止。这种回原方法一般只应用在旋转轴，且回原速度不高，精度也不高。
同步带的安装对伺服定位也有很大影响吗？这个情况，得知道伺服是不是调得很软？常见伺服是用脉冲控制的，那么，位置环的比例增益，速度环比例增益、积分时间常数分别是多少？
位置环比例增益：21rad/s
速度环比例增益：105rad/s
速度环积分时间常数：84ms
伺服应用的4大难题
1 怎样判断伺服电机与伺服驱动器的故障区别？
看驱动器上的错误、报警号，然后查手册。如果连报警都没有了，那自然就是驱动器故障，当然，还有可能是根本伺服就没有故障，而是控制信号错误导致伺服没有动作。
除了看驱动器上的错误、报警号，然后查手册外，有时最直接判断方法是更换，如X与Z轴伺服互换（型号相同才可以）。或修改参数，如把X轴锁住，不让系统检测X轴 。
但应注意：X轴与Z轴互换，即使型号相同，进口设备也可能因为负载不同、参数不同而产生问题。当然，如果是国产设备，通常不会针对使用情况调整伺服参数，一般不会有问题。但应注意X轴与Z轴电机功率转矩是否相同、电机丝杆是否直联以及电子齿轮减速比方面事宜。
2 交流同步伺服、交流异步伺服的额定转速与极数是否有关？n1=60f/2p，额定转速以下输出恒转矩，额定转速以上恒功率，那么额定转速的界定是由电机本身的机械决定还是驱动器来决定？
当然有关，同步转速n1=60f/2p，异步机还有滑差s，n=(1-s)n1，同步机n=n1，2p为极对数。控制中弱磁速度的界定是由驱动器判断的。
额定转速可以由几个方面决定：同步伺服的反电势高低、电机铁心材料允许的驱动电流交变频率、额定转矩下电机的最大功率、最高温升等，最主要还是反电势；异步电机主要受材料允许的最高频率以及极对数限制。
额定转速的界定由电机本身的机械和电器特性来决定。
3 交、直流伺服的区分是否取决于驱动器与电机间的电流或电压的形式？但直流无刷伺服的电流方向也变化？是否可以理解为交流？交流伺服是否是以直流无刷伺服的原理为基础演变的？
交流伺服通常指以正弦波驱动方式的伺服，无刷驱动相当于整流子数为6（7）的有刷直流电机的控制精度，一般低速特性较差。商业上也有称他为交流伺服，仅因为他甩掉了电刷，但特性恐怕比好的交流伺服、直流伺服有差距，10000倍的调速比无刷电机绝难达到。
直流无刷马达其实是自控式永磁同步马达的一种，不过是矩形波供电，而通常说的永磁同步马达是正弦波供电的。之所以说是“直流电机”，主要考虑到无刷马达的控制器相当于直流有刷马达的电刷和换向器，实现“电子换向”，从直流母线侧看相当于直流电机。
直流伺服用于直流电机，不是直流无刷电机；直流无刷电机与交流伺服电机其实是一回事，就是交流同步电机（交流永磁同步伺服电机）。
4 电机的极对数？
n1=60*f/2p
p一般表示电机的极对数数，2p是极数。1对极包括N极和S极，极数当然是极对数的两倍。同步电机机械转速=60*运行频率/极对数；异步电机机械转速=60*运行频率*（1-滑差率）/极对数 。
交流伺服电动机应用趋势
自动控制系统不仅在理论上飞速发展，在其应用器件上也日新月异。模块化、数字化、高精度、长寿命的器件每隔3～5年就有更新换代的产品面市。传统的交流伺服电机特性软，并且其输出特性不是单值的;步进电机一般为开环控制而无法准确定位，电动机本身还有速度谐振区，pwm调速系统对位置跟踪性能较差，变频调速较简单但精度有时不够，直流电机伺服系统以其优良的性能被广泛的应用于位置随动系统中，但其也有缺点，例如结构复杂，在超低速时死区矛盾突出，并且换向刷会带来噪声和维护保养问题。目前，新型的永磁交流伺服电机发展迅速，尤其是从方波控制发展到正弦波控制后，系统性能更好，它调速范围宽，尤其是低速性能优越。
直、交流伺服电机对比
1 两种电机的简单实验比较
将系统原先的直流误差信号直接接入交流伺服驱动器的模拟控制输入端，用交流伺服电机和它的驱动器代替原先的差分功放、电机放大机和直流伺服电机，而控制部分和测角元件等均不变。
实验目的：简单比较两种方案的输出特性。
实验过程：原先的直流伺服电机，额定电压为100v，额定转速为3000r/min，空载启动电压为2v，空载时，当其输入电压为1 v电机不转，输入电压为2～2.5v时，眼睛可观察到电机转速不匀，这是因为碳刷、油封等以及力矩角引起的不可避免的现象。而交流伺服电机因为无碳刷使其摩擦力小，还因为霍尔器件的存在而使其电磁力始终垂直于旋转半径（这既是所谓的正弦控制），从而其低速性能明显优于前者。当时将其转速放在很低，用肉眼很难分辨电机的转动，只能通过它自己的软件界面观察指示的电枢位置在转动，也观察不到爬行现象发生，用手也感觉不到有特性软的现象，原先直流系统低速要求为0.1°/s，若用交流电机估计低速至少可到0.01°/s。采用交流伺服系统，是对低速性能要求高的系统最为简单可行的方法。
实验结果：交流伺服电机的输出特性画法也和直流伺服电机完全不同，它不是负斜率的一组直线，而是几乎画成矩形。这也说明了输出特性硬，速度范围宽。
2 归纳两种电机的不同之处
功率驱动
对于在雷达上经常使用的直流伺服系统的驱动电动机功率放大部分，当天线重量轻，转速慢，驱动功率较小时，一般为几十瓦，可以直接用直流电源控制电动机。当驱动功率要求在近千瓦或千瓦以上时，选择驱动方案，也即放大直流电动机的电枢电流，就是设计伺服系统的重要部分。大功率直流电源目前采用较多的有：晶体管功放、晶闸管功放和电机放大机等等。对于千瓦级的晶体管功放使用的较少。可控硅技术在上世纪60～70年代初得到快速的发展和广泛的应用，但因当时的各方面原因，如可靠性等，不少产品放弃了可控硅控制。目前的集成驱动模块一般都为晶体管或晶闸管制造。电机放大机是传统的直流伺服电机的功放装置，因其控制简单，结实耐用，目前的新型号的雷达产品上仍有采用。下面主要以放大电机为例，和交流伺服电机比较其优缺点。
放大电机常称为扩大机，一般是用交流异步感应电动机拖动串联的两级直流发电机组，以此来实现直流控制。两组控制绕组，每组的输入阻抗为几千欧，若串接使用输入阻抗约10千欧，一般为互补平衡对称输入，当系统输入不为零时打破其平衡，使放大电机有输出信号。当输入电流为十几到几十毫安时其输出可达100v以上的直流电压和几安到几十安的电流，直接接到直流伺服电机的电枢绕组上。其主要缺点是体积重量大，非线性度，尤其在零点附近不是很好，这对于要求高的系统需要仔细处理。
而交流伺服电机都配有专门的驱动器，它在体积和重量上远小于同功率的放大电机，它靠内部的晶体管或晶闸管组成的开关电路，根据伺服电机内的光电编码器或霍尔器件判断转子当时的位置，决定驱动电机的a、b、c三相应输出的状态，因此它的效率和平稳性都很好。所以不像控制放大电机需要做专门的功放电路。这种电机一般都为永磁式的，驱动器产生的a、b、c三相变化的电流控制电机转动，因此称为交流伺服电机;驱动器输入的控制信号可以是脉冲串，也可以是直流电压信号（一般为±10v），所以也有将其称为直流无刷电动机。
安全保护
较大天线伺服系统的保护应是一个重要的设计环节，因为一旦失控，可能引起重大的设备损坏或人身事故。国外有些雷达在这方面有十种左右的保护措施，如某些系统的门打开后将使伺服电机不能启动等。
过流过载保护电路的敏感元件最好设计在靠近电机的直接控制部分，但这里的电流很大，使设计有一定的困难。常用的熔断器、热继电器等器件，往往因其升温到动作完成须有一定的时间，使其对瞬间就损坏设备的故障不能起到保护作用。例如曾经因某型号雷达跟随器的运放失效而使电容充电时间加长，平常还不容易发现此类故障，从而使测角元件双通道电感移相器的粗精纠错部分出错，因此输出的天线角度值叠加了一个粗大误差，（粗精比为1:32，粗大误差为11°15′）并反复出现，称之为“跳大点”。因系统的开环增益在两千倍以上，当随动系统判断到这个大失调角时，以最大的加速度达到最大的速度，去追赶这个失调角，从而使电机高速旋转时突然判断反转，这不但很容易引起永磁电机退磁使性能降低，当时还使减速机彻底损坏，但是这时熔断器、热继电器等无一动作。现在采用数字计算机可以较容易的判断这类现象，但因干扰、通讯等原因，不能将此类宝完全押在计算机上。而交流伺服电机，数据处理芯片安装在驱动器内，驱动器的i/o口都经过光耦隔离，因此可靠性好；并有许多现成可用的功能方便使用，如力矩电流限制，速度限制，加速度限制等等。
直流电机的额定过载线，如果不外接专门的限制断路器件，则额定线仅仅是在图上画出的，传递函数中并无此饱和线，顶多也就是超过此线后线性度可能有所降低。而交流电机的额定过载线却是实实在在的存在，一旦超过此线则系统立即停止。因此，一来可靠的保护了系统不会损坏，二来设计时要注意这个区别，尤其是不能随便停机的系统，电机的功率要有足够的余量。
控制方法
采用交流伺服电机，可以使控制部分的设计简单，也可以容易的代替原先系统的驱动电机部分。系统构成典型的方法是:
上位机如pc机、plc、嵌入机等;随动系统中主要用于调试系统，以及完成系统通讯，信号采集等其他任务，控制任务可以放在上位机内，也可放在控制器中;
多轴控制器，一般可控制2至8个轴，可构成方位、俯仰、横滚等轴的控制，对于单轴控制，常使用带控制器的驱动器，可省去这一项;
驱动器，多为专用的，和电机配套出售;
总之，采用这种方案，可以省去许多硬件电路和软件计算编程工作，实现模块化，提高了可靠性和可维修性。
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分享-中国的伺服市场格局分析
设备硬件类 王静 2016-05-23 17:54 发表了文章 产生赞赏:￥1
由于我国装备制造业的升级，伺服产业打开了一片全新的空间。但我国伺服技术研发起步较晚，从而丧失了占领市场的最佳时机，而国外众多伺服制造商则纷纷盯上了国内伺服市场这块“肥肉”。它们以多年的技术积累和研发体系为保障，以完备的产品体系和强大的品牌影响力为先遣部队，大踏步进入我国伺服市场。数年过后，放眼国内的伺服市场，洋品牌已经占据了大半壁的江山。
目前，国外品牌占据了中国交流伺服市场近90%的市场份额，他们来自日本和欧美。其中，日系产品则以拥有约60%的市场份额而雄踞首位，其著名品牌包括松下、发那克(fanuc)、三菱电机、安川、三洋、富士等，其产品特点是技术和性能水准比较符合中国用户的需求，以良好的性能价格比和较高的可靠性获得了稳定且持续的客户源，在中小型OEM市场上尤其具有垄断优势。近年来，日系伺服强化了本地化生产的策略，这在很大程度上进一步增加了在价格和快速交货方面的筹码。鉴于以上特性，日系伺服品牌是中国伺服市场最大的受益者，也是国产伺服最大的竞争者。
欧美品牌中，美国以罗克维尔(rockwellautomation)、达那赫(danaher)、帕克(parker)等闻名，而德国则拥有西门子(siemens)、伦茨(Lenze)、博世力士乐(boschrexroth)、施耐德(schneider)等品牌先锋，英国的ControlTechnology、SEW也有相当的优势。这些欧美品牌在高端设备和生产线上比较有竞争力，此类产品的共同特点是品牌历史悠久、技术先进、功能齐全，以全套自动化解决方案作为卖点，总的市场占有率大约在30%。最近，为提供市场竞争力，这些高端品牌也在不断寻找本地合作伙伴，目标直指中国的中低端市场，并不甘心被日本品牌挤压。因此，欧美品牌虽在产品系列上和国产品牌有所差别，但其野心也不可被小觑。
除日本、欧美伺服品牌外，以东元(TECO)和台达(Delta)为代表的台系伺服在大陆市场的推广也如火如荼，其技术水平和价格水平居于进口中端产品和国产品牌之间，在竞争中主要突出性价比优势，对国产品牌带来了新的竞争压力，市场占有率从几年前的微不足道提高到大约5%。值得注意的是，这两个厂商的目标客户均属于机械行业，这将加剧与同将目标市场定位于此的国产品牌之间的竞争。
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目前，国外品牌占据了中国交流伺服市场近90%的市场份额，他们来自日本和欧美。其中，日系产品则以拥有约60%的市场份额而雄踞首位，其著名品牌包括松下、发那克(fanuc)、三菱电机、安川、三洋、富士等，其产品特点是技术和性能水准比较符合中国用户的需求，以良好的性能价格比和较高的可靠性获得了稳定且持续的客户源，在中小型OEM市场上尤其具有垄断优势。近年来，日系伺服强化了本地化生产的策略，这在很大程度上进一步增加了在价格和快速交货方面的筹码。鉴于以上特性，日系伺服品牌是中国伺服市场最大的受益者，也是国产伺服最大的竞争者。
欧美品牌中，美国以罗克维尔(rockwellautomation)、达那赫(danaher)、帕克(parker)等闻名，而德国则拥有西门子(siemens)、伦茨(Lenze)、博世力士乐(boschrexroth)、施耐德(schneider)等品牌先锋，英国的ControlTechnology、SEW也有相当的优势。这些欧美品牌在高端设备和生产线上比较有竞争力，此类产品的共同特点是品牌历史悠久、技术先进、功能齐全，以全套自动化解决方案作为卖点，总的市场占有率大约在30%。最近，为提供市场竞争力，这些高端品牌也在不断寻找本地合作伙伴，目标直指中国的中低端市场，并不甘心被日本品牌挤压。因此，欧美品牌虽在产品系列上和国产品牌有所差别，但其野心也不可被小觑。
除日本、欧美伺服品牌外，以东元(TECO)和台达(Delta)为代表的台系伺服在大陆市场的推广也如火如荼，其技术水平和价格水平居于进口中端产品和国产品牌之间，在竞争中主要突出性价比优势，对国产品牌带来了新的竞争压力，市场占有率从几年前的微不足道提高到大约5%。值得注意的是，这两个厂商的目标客户均属于机械行业，这将加剧与同将目标市场定位于此的国产品牌之间的竞争。
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由于我国装备制造业的升级，伺服产业打开了一片全新的空间。但我国伺服技术研发起步较晚，从而丧失了占领市场的最佳时机，而国外众多伺服制造商则纷纷盯上了国内伺服市场这块“肥肉”。它们以多年的技术积累和研发体系为保障，以完备的产品体系和强大的品牌影响力为先遣部队，大踏步进入我国伺服市场。数年过后，放眼国内的伺服市场，洋品牌已经占据了大半壁的江山。
目前，国外品牌占据了中国交流伺服市场近90%的市场份额，他们来自日本和欧美。其中，日系产品则以拥有约60%的市场份额而雄踞首位，其著名品牌包括松下、发那克(fanuc)、三菱电机、安川、三洋、富士等，其产品特点是技术和性能水准比较符合中国用户的需求，以良好的性能价格比和较高的可靠性获得了稳定且持续的客户源，在中小型OEM市场上尤其具有垄断优势。近年来，日系伺服强化了本地化生产的策略，这在很大程度上进一步增加了在价格和快速交货方面的筹码。鉴于以上特性，日系伺服品牌是中国伺服市场最大的受益者，也是国产伺服最大的竞争者。
欧美品牌中，美国以罗克维尔(rockwellautomation)、达那赫(danaher)、帕克(parker)等闻名，而德国则拥有西门子(siemens)、伦茨(Lenze)、博世力士乐(boschrexroth)、施耐德(schneider)等品牌先锋，英国的ControlTechnology、SEW也有相当的优势。这些欧美品牌在高端设备和生产线上比较有竞争力，此类产品的共同特点是品牌历史悠久、技术先进、功能齐全，以全套自动化解决方案作为卖点，总的市场占有率大约在30%。最近，为提供市场竞争力，这些高端品牌也在不断寻找本地合作伙伴，目标直指中国的中低端市场，并不甘心被日本品牌挤压。因此，欧美品牌虽在产品系列上和国产品牌有所差别，但其野心也不可被小觑。
除日本、欧美伺服品牌外，以东元(TECO)和台达(Delta)为代表的台系伺服在大陆市场的推广也如火如荼，其技术水平和价格水平居于进口中端产品和国产品牌之间，在竞争中主要突出性价比优势，对国产品牌带来了新的竞争压力，市场占有率从几年前的微不足道提高到大约5%。值得注意的是，这两个厂商的目标客户均属于机械行业，这将加剧与同将目标市场定位于此的国产品牌之间的竞争。
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目前，国外品牌占据了中国交流伺服市场近90%的市场份额，他们来自日本和欧美。其中，日系产品则以拥有约60%的市场份额而雄踞首位，其著名品牌包括松下、发那克(fanuc)、三菱电机、安川、三洋、富士等，其产品特点是技术和性能水准比较符合中国用户的需求，以良好的性能价格比和较高的可靠性获得了稳定且持续的客户源，在中小型OEM市场上尤其具有垄断优势。近年来，日系伺服强化了本地化生产的策略，这在很大程度上进一步增加了在价格和快速交货方面的筹码。鉴于以上特性，日系伺服品牌是中国伺服市场最大的受益者，也是国产伺服最大的竞争者。
欧美品牌中，美国以罗克维尔(rockwellautomation)、达那赫(danaher)、帕克(parker)等闻名，而德国则拥有西门子(siemens)、伦茨(Lenze)、博世力士乐(boschrexroth)、施耐德(schneider)等品牌先锋，英国的ControlTechnology、SEW也有相当的优势。这些欧美品牌在高端设备和生产线上比较有竞争力，此类产品的共同特点是品牌历史悠久、技术先进、功能齐全，以全套自动化解决方案作为卖点，总的市场占有率大约在30%。最近，为提供市场竞争力，这些高端品牌也在不断寻找本地合作伙伴，目标直指中国的中低端市场，并不甘心被日本品牌挤压。因此，欧美品牌虽在产品系列上和国产品牌有所差别，但其野心也不可被小觑。
除日本、欧美伺服品牌外，以东元(TECO)和台达(Delta)为代表的台系伺服在大陆市场的推广也如火如荼，其技术水平和价格水平居于进口中端产品和国产品牌之间，在竞争中主要突出性价比优势，对国产品牌带来了新的竞争压力，市场占有率从几年前的微不足道提高到大约5%。值得注意的是，这两个厂商的目标客户均属于机械行业，这将加剧与同将目标市场定位于此的国产品牌之间的竞争。
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工业4.0之前沿运动控制技术介绍
电气控制类 砸金蛋 2016-05-03 22:55 发表了文章
摘要：随着智能制造2025国家战略的深入推进，及工业机器人及人工智能的推广应用；运动控制成为自动化的热点，成为了实现智能制造的核心技术，下面为大家梳理一下前沿的运动控制技术。
1.市场需求的变化
1.1多品种，小批量的市场需求
运动控制越来越多的被应用到机器设计中，它不仅仅提高了机器的速度、精度，更重要的是它提供了更加灵活的机器设计，对于今天，小批量和多品种的终端消费需求而言，运动控制提供了完美的响应。
欧美主流运动控制厂商，SIEMENS、Bosch Rexroth、B&R、LENZE、Rockwell AB均在运动控制领域投入了重兵，SIEMENS推出T-CPU和Simotion以及Sinamic120驱动技术，同时在中国建立了伺服电机生产工厂来实现本土化的运行。B&R为了拓展其在运动控制市场的方案集成能力在2007-2008年相继推出了ACOPOSmulti应用于多轴系统的方案，以及ACOPOSmicro、ACOPOSinveter，并且在其Automation Studio开发工具包中将PLC Open Motion/Hydraulic集成，同时Robotics(机器人技术)和CNC也被融入到其开发工具包中。Schneider为了进入运动控制市场收购了在包装机械领域大量应用的ELAU、以及以步进电机而知名的百格拉，并且在各个主要OEM市场建立了MAC(机械自动化中心)，Rockwell AB为了寻求在该领域的拓展，弥补其在低端市场的价格竞争力而收购了OEMax，Bosch Rexroth也在国内寻求合作，收购了深圳的变频器制造商以获得本土的生产来扩展其运动控制的方案提供能力。
1.2独立驱动技术
在各种机器设计中，印刷机械对于运动控制的响应能力要求是最高的，无轴传动概念由Bosch Rexroth在1994年开始提出并应用，这个技术带来了机器设计的革命性变化，它使得传统的机械主轴磨损、维护高以及不便于变换订单的劣势得到改善，使得机器变得更加方便，在欧洲著名的印刷机械制造商，包括Man Roland、KBA和GOSS的卷筒纸报纸印刷设备上均采用了这一概念的设计，Synax200是一个无轴传动的集成产品，是将Bosch Rexroth的产品与行业应用的集成，在国内，北人印刷机械和无锡宝南机器制造也在其报纸印刷上采用了Synax200系统。之后，B&R 2003年开始与陕西北人印刷机械开始在高端的凹版印刷机械上开发成功国内第一台纸纸凹版印刷机，其设计速度高达300米/分钟，之后，SIEMENS也高调与中山松德建立了合作，在2008年B&R获得了上海鼎龙全伺服瓦楞纸开槽印刷机的成功开发，并且在卫星式柔版印刷机上获得了多达62个伺服轴的应用项目。
LENZE在郑纺机、盐城宏华的多单元浆纱机系统中的应用占据较高的市场份额，每年有上百台采用LENZE伺服的浆纱机在国内得到应用，而SIEMENS的MasterDrvier驱动技术在盐城纺机、无锡华力等得到了多单元浆纱机的成功应用，在控制纱线的上浆、卷绕的同步控制方面，多单元独立驱动技术的发挥了其稳定可靠的优势，使得浆纱质量得到很好的控制。
轮胎成型机是一个对于变化的需求要求非常高的应用，它在轮胎的加工过程中，需针对不同的轮胎生产要求，对带束层、侧胶、钢丝圈输送等提供较高的变化和定位控制，Bosch Rexroth和Rockwell AB也在青岛高校软控和天津赛象的轮胎成型机上得到大量应用，SIEMENS主要与北京敬业和橡胶研究院进行合作。
B&R与上海二纺机在超长车细纱机的应用上进行了合作，开发了国内乃至世界上领先的1500锭的细纱超长车，它应用了B&R的ACOPOSmulti伺服驱动器，链接了14个伺服轴，而在塑料机械领域也获得了多达19个伺服轴的流延膜张力卷取项目。
粗纱机四电机传动技术是最早在国内由B&R开发成功并大量应用的方案，通过对龙筋、钢领板、锭翼等的独立驱动，使得各轴高度同步，并且能够快速的适应纱线生产的变化需求。
2．技术进步
2.1高速响应能力
伺服响应能力大幅度提高，Bosch Rexroth的IndraDriver提供了250uS的位置环刷新能力，而SIEMENS的MasterDriver也同样可提供400uS的位置环刷新速度，B&R的ACOPOS伺服驱动器提供了400uS的刷新速度，这些使得高速的机器设计得以轻松实现。
Baumuller的B MaXX系列伺服驱动器的电流环采样为62.5uS，速度环和位置环分别为125uS，8kHz的交流变换频率，B&R ACOPOS电流环为50uS,速度环125uS，位置环采样为125uS，最高支持15kHz的交流变化频率。
2.2实时通信与运动控制的融合
通常日系伺服产品多采用脉冲方式来控制，脉冲丢失以及实时性不足使得日系伺服均应用在较为低端的市场，而欧美系伺服多采用总线技术，最大的优势在于它提供了非常大的灵活性。
今天，实时通信技术为运动控制满足高性能系统的要求提供了通信基础，2001年，B&R最早在利乐包装的生产线上运行了具有划时代意义的Ethernet POWERLINK技术，它使得50个伺服轴，和2000个I/O点的数据刷新达到了惊人的2.4mS，并且，它是基于标准Ethernet芯片的设计，无需ASIC，这是最早出现的实时通信技术，它的应用使得多轴之间的运动控制达到了新的高度，Bosch Rexroth的SERCOS通信技术采用光纤通信，高达12Mbps的通信速度融合IndraDriver智能型驱动器，2007年SIEMENS推出了新一代的RTE-ProfiNet它是一个基于以太网技术的实现，最开始，SERCOSI还是一个无法将运动和I/O指令运行在同一通道的，只能采用环网的拓扑，并且实用昂贵的光纤，而现在，SERCOSIII在此基础上更好的融合了标准以太网通信，可以采用RJ45来通信，也将拓扑结构进行了拓展，这些都是技术的进步。
Rockwell AB的Kinetix 6000系列支持SERCOS通信接口，但是，SERCOS通信模块非常的昂贵，而且为了实现较为复杂的电子凸轮设计需要配备高性能的ControlLogix CPU整体性价比并非很理想。
BR提供的Ethernet POWERLINK技术目前是最广为应用的实时通信技术，这主要是因为BR在OEM市场获得的巨大的客户基础而决定的，未来的市场可能主要是依赖于ProfiNet IRT,ModBus TCP/IP，因为这些有大型厂商支持的总线技术可能会依赖于其自身强大的市场资源推广到较大的份额，而POWERLINK将尾随其后，而SERCOS由于其狭窄的应用范围而可能会最终占据较小的份额。
2.3共直流母线伺服驱动技术
共直流母线技术的原理是基于通用逆变装置均采用交－直－交变频方式，当电机处于制动状态时，其制动能量反馈到直流侧，为更好的处理反馈制动能量，把各逆变单元的直流侧连接起来的一种方法。共直流母线技术的优势在于
a. 共用直流母线可以大大减少整理单元和制动单元的重复配置，结构简单合
理经济可靠。
b. 共用直流母线的中间直流电压恒定，电容并联储能容量大。
c. 各电动机工作在不同状态下，能量回馈互补，优化了系统的动态特性。
共直流母线技术的驱动器也由各个主要的厂商开始推出，SIEMENS推出了其新一代的驱动器Sinamic120和SIMOTION,而其T-CPU融合了运动控制技术，Bosch Rexroth的智能型驱动器IndraDriver也实现了采用了共直流母线技术，BR的ACOPOSmulti，Rockwell AB的Kinetex 6000系列。
BR ACOPOSmulti伺服驱动器
共直流母线技术的伺服驱动器通常可以带有双轴驱动模块，例如:Bosch Rexroth的IndraDriver和BR的ACOPOSmulti伺服驱动器，它们均有针对双轴的应用模块，这样，通过共享直流母线单元而不是将直流单元集成到独立的驱动器中，在多轴应用时它提供了一个非常大的成本节约方案，例如，BR的ACOPOSmulti伺服驱动器在10个伺服轴以上的应用成本节约可达30%。
Rockwell AB提供了Kinetix 6000系列伺服驱动器，基于共直流母线设计.
2.4一体化的软件平台
软件平台的集成化成为了未来的发展趋势，BR一直秉承着All In One的开发平台设计理念，其Automation Studio融合了HMI、Motion、Control、Communication多种设计于一体，而Rockwell AB的RsLogix也将不同的产品设计融为一体，这些使得其产品设计变得更加简单，而提供了客户开发低学习成本，这个更重要的是一种站在整体的概念看机器的设计理念而非简单的集成软件为一体那么简单。
2.5CAM应用
对于卷筒纸裁切、瓦楞纸横切、全息定位烫、包装的热封、细纱纱线成型、模切机器前沿送纸机构等等，众多的机器设计中，CAM的应用非常广泛，包括SIEMENS、BR、Rockwell AB、Bosch Rexroth、Baomuller、LENZE等一众厂商均在其伺服驱动器中内置了CAM功能，且其CAM曲线的设计能力能够达到非常高的实现能力，例如BR提供了6阶64个多项式的描绘能力，而同样SIEMENS的CAM集成到其工艺包中可以被应用到具体项目中，提供6阶函数描绘能力，Bosch Rexroth的CAM也能够实现较高的运行能力，在电子凸轮送纸机构、卷筒纸裁切领域也有大量的应用。
3.未来发展
3.1模块化设计
为了提高系统的灵活性，能够实现任意的方式的组合不同应用方案，各厂商提供了多种构想的模块化设计，例如BR的ACOPOSmulti伺服驱动器，将伺服逆变单元像PLC一样安装于底板，并且有多种灵活的编码器模块根据应用进行配置，而ACOPOS甚至可以直接接入带有Profibus接口的CPU到驱动器上，并且也可以接入I/O，例如在印刷机的直接驱动中，模拟量的色标信号可以直接被接入到驱动器上，这种设计直接提高了运动控制与逻辑控制之间的响应匹配能力。而LENZE 9400系列伺服驱动器则提供了PLC和驱动器的连接，安全模块、通信模块、数频、I/O等多种选择，Baumuller也提供了在其B Max上的DriverPLC接入，CT的伺服驱动器可以直接插入I/O，CPU等，Rockwell AB的Kinetix 6000系列也是一种基于模块化设计的多轴驱动方案，大大的节省了电柜空间，其滑扣安装方式也使得接线更加简便。
3.2安全技术
机器的人性化设计必须考虑到人的安全，另外也包含了机器本身的安全，safety技术正在成为欧洲众多厂商应用的必须，而国内，尽管运动控制的安全尚未多的应用，但是，越来越多的客户开始关注安全问题，
在BR中，将ACOPOS safety集成到伺服中，而L-force 9400高端伺服驱动器也将安全应用模块集成到了其中，SM0，SM100等多种安全模块可以选择适应于不同的安全应用要求。 查看全部
1.市场需求的变化
1.1多品种，小批量的市场需求
运动控制越来越多的被应用到机器设计中，它不仅仅提高了机器的速度、精度，更重要的是它提供了更加灵活的机器设计，对于今天，小批量和多品种的终端消费需求而言，运动控制提供了完美的响应。
欧美主流运动控制厂商，SIEMENS、Bosch Rexroth、B&R、LENZE、Rockwell AB均在运动控制领域投入了重兵，SIEMENS推出T-CPU和Simotion以及Sinamic120驱动技术，同时在中国建立了伺服电机生产工厂来实现本土化的运行。B&R为了拓展其在运动控制市场的方案集成能力在2007-2008年相继推出了ACOPOSmulti应用于多轴系统的方案，以及ACOPOSmicro、ACOPOSinveter，并且在其Automation Studio开发工具包中将PLC Open Motion/Hydraulic集成，同时Robotics(机器人技术)和CNC也被融入到其开发工具包中。Schneider为了进入运动控制市场收购了在包装机械领域大量应用的ELAU、以及以步进电机而知名的百格拉，并且在各个主要OEM市场建立了MAC(机械自动化中心)，Rockwell AB为了寻求在该领域的拓展，弥补其在低端市场的价格竞争力而收购了OEMax，Bosch Rexroth也在国内寻求合作，收购了深圳的变频器制造商以获得本土的生产来扩展其运动控制的方案提供能力。
1.2独立驱动技术
在各种机器设计中，印刷机械对于运动控制的响应能力要求是最高的，无轴传动概念由Bosch Rexroth在1994年开始提出并应用，这个技术带来了机器设计的革命性变化，它使得传统的机械主轴磨损、维护高以及不便于变换订单的劣势得到改善，使得机器变得更加方便，在欧洲著名的印刷机械制造商，包括Man Roland、KBA和GOSS的卷筒纸报纸印刷设备上均采用了这一概念的设计，Synax200是一个无轴传动的集成产品，是将Bosch Rexroth的产品与行业应用的集成，在国内，北人印刷机械和无锡宝南机器制造也在其报纸印刷上采用了Synax200系统。之后，B&R 2003年开始与陕西北人印刷机械开始在高端的凹版印刷机械上开发成功国内第一台纸纸凹版印刷机，其设计速度高达300米/分钟，之后，SIEMENS也高调与中山松德建立了合作，在2008年B&R获得了上海鼎龙全伺服瓦楞纸开槽印刷机的成功开发，并且在卫星式柔版印刷机上获得了多达62个伺服轴的应用项目。
LENZE在郑纺机、盐城宏华的多单元浆纱机系统中的应用占据较高的市场份额，每年有上百台采用LENZE伺服的浆纱机在国内得到应用，而SIEMENS的MasterDrvier驱动技术在盐城纺机、无锡华力等得到了多单元浆纱机的成功应用，在控制纱线的上浆、卷绕的同步控制方面，多单元独立驱动技术的发挥了其稳定可靠的优势，使得浆纱质量得到很好的控制。
轮胎成型机是一个对于变化的需求要求非常高的应用，它在轮胎的加工过程中，需针对不同的轮胎生产要求，对带束层、侧胶、钢丝圈输送等提供较高的变化和定位控制，Bosch Rexroth和Rockwell AB也在青岛高校软控和天津赛象的轮胎成型机上得到大量应用，SIEMENS主要与北京敬业和橡胶研究院进行合作。
B&R与上海二纺机在超长车细纱机的应用上进行了合作，开发了国内乃至世界上领先的1500锭的细纱超长车，它应用了B&R的ACOPOSmulti伺服驱动器，链接了14个伺服轴，而在塑料机械领域也获得了多达19个伺服轴的流延膜张力卷取项目。
粗纱机四电机传动技术是最早在国内由B&R开发成功并大量应用的方案，通过对龙筋、钢领板、锭翼等的独立驱动，使得各轴高度同步，并且能够快速的适应纱线生产的变化需求。
2．技术进步
2.1高速响应能力
伺服响应能力大幅度提高，Bosch Rexroth的IndraDriver提供了250uS的位置环刷新能力，而SIEMENS的MasterDriver也同样可提供400uS的位置环刷新速度，B&R的ACOPOS伺服驱动器提供了400uS的刷新速度，这些使得高速的机器设计得以轻松实现。
Baumuller的B MaXX系列伺服驱动器的电流环采样为62.5uS，速度环和位置环分别为125uS，8kHz的交流变换频率，B&R ACOPOS电流环为50uS,速度环125uS，位置环采样为125uS，最高支持15kHz的交流变化频率。
2.2实时通信与运动控制的融合
通常日系伺服产品多采用脉冲方式来控制，脉冲丢失以及实时性不足使得日系伺服均应用在较为低端的市场，而欧美系伺服多采用总线技术，最大的优势在于它提供了非常大的灵活性。
今天，实时通信技术为运动控制满足高性能系统的要求提供了通信基础，2001年，B&R最早在利乐包装的生产线上运行了具有划时代意义的Ethernet POWERLINK技术，它使得50个伺服轴，和2000个I/O点的数据刷新达到了惊人的2.4mS，并且，它是基于标准Ethernet芯片的设计，无需ASIC，这是最早出现的实时通信技术，它的应用使得多轴之间的运动控制达到了新的高度，Bosch Rexroth的SERCOS通信技术采用光纤通信，高达12Mbps的通信速度融合IndraDriver智能型驱动器，2007年SIEMENS推出了新一代的RTE-ProfiNet它是一个基于以太网技术的实现，最开始，SERCOSI还是一个无法将运动和I/O指令运行在同一通道的，只能采用环网的拓扑，并且实用昂贵的光纤，而现在，SERCOSIII在此基础上更好的融合了标准以太网通信，可以采用RJ45来通信，也将拓扑结构进行了拓展，这些都是技术的进步。
Rockwell AB的Kinetix 6000系列支持SERCOS通信接口，但是，SERCOS通信模块非常的昂贵，而且为了实现较为复杂的电子凸轮设计需要配备高性能的ControlLogix CPU整体性价比并非很理想。
BR提供的Ethernet POWERLINK技术目前是最广为应用的实时通信技术，这主要是因为BR在OEM市场获得的巨大的客户基础而决定的，未来的市场可能主要是依赖于ProfiNet IRT,ModBus TCP/IP，因为这些有大型厂商支持的总线技术可能会依赖于其自身强大的市场资源推广到较大的份额，而POWERLINK将尾随其后，而SERCOS由于其狭窄的应用范围而可能会最终占据较小的份额。
2.3共直流母线伺服驱动技术
共直流母线技术的原理是基于通用逆变装置均采用交－直－交变频方式，当电机处于制动状态时，其制动能量反馈到直流侧，为更好的处理反馈制动能量，把各逆变单元的直流侧连接起来的一种方法。共直流母线技术的优势在于
a. 共用直流母线可以大大减少整理单元和制动单元的重复配置，结构简单合
理经济可靠。
b. 共用直流母线的中间直流电压恒定，电容并联储能容量大。
c. 各电动机工作在不同状态下，能量回馈互补，优化了系统的动态特性。
共直流母线技术的驱动器也由各个主要的厂商开始推出，SIEMENS推出了其新一代的驱动器Sinamic120和SIMOTION,而其T-CPU融合了运动控制技术，Bosch Rexroth的智能型驱动器IndraDriver也实现了采用了共直流母线技术，BR的ACOPOSmulti，Rockwell AB的Kinetex 6000系列。
BR ACOPOSmulti伺服驱动器
共直流母线技术的伺服驱动器通常可以带有双轴驱动模块，例如:Bosch Rexroth的IndraDriver和BR的ACOPOSmulti伺服驱动器，它们均有针对双轴的应用模块，这样，通过共享直流母线单元而不是将直流单元集成到独立的驱动器中，在多轴应用时它提供了一个非常大的成本节约方案，例如，BR的ACOPOSmulti伺服驱动器在10个伺服轴以上的应用成本节约可达30%。
Rockwell AB提供了Kinetix 6000系列伺服驱动器，基于共直流母线设计.
2.4一体化的软件平台
软件平台的集成化成为了未来的发展趋势，BR一直秉承着All In One的开发平台设计理念，其Automation Studio融合了HMI、Motion、Control、Communication多种设计于一体，而Rockwell AB的RsLogix也将不同的产品设计融为一体，这些使得其产品设计变得更加简单，而提供了客户开发低学习成本，这个更重要的是一种站在整体的概念看机器的设计理念而非简单的集成软件为一体那么简单。
2.5CAM应用
对于卷筒纸裁切、瓦楞纸横切、全息定位烫、包装的热封、细纱纱线成型、模切机器前沿送纸机构等等，众多的机器设计中，CAM的应用非常广泛，包括SIEMENS、BR、Rockwell AB、Bosch Rexroth、Baomuller、LENZE等一众厂商均在其伺服驱动器中内置了CAM功能，且其CAM曲线的设计能力能够达到非常高的实现能力，例如BR提供了6阶64个多项式的描绘能力，而同样SIEMENS的CAM集成到其工艺包中可以被应用到具体项目中，提供6阶函数描绘能力，Bosch Rexroth的CAM也能够实现较高的运行能力，在电子凸轮送纸机构、卷筒纸裁切领域也有大量的应用。
3.未来发展
3.1模块化设计
为了提高系统的灵活性，能够实现任意的方式的组合不同应用方案，各厂商提供了多种构想的模块化设计，例如BR的ACOPOSmulti伺服驱动器，将伺服逆变单元像PLC一样安装于底板，并且有多种灵活的编码器模块根据应用进行配置，而ACOPOS甚至可以直接接入带有Profibus接口的CPU到驱动器上，并且也可以接入I/O，例如在印刷机的直接驱动中，模拟量的色标信号可以直接被接入到驱动器上，这种设计直接提高了运动控制与逻辑控制之间的响应匹配能力。而LENZE 9400系列伺服驱动器则提供了PLC和驱动器的连接，安全模块、通信模块、数频、I/O等多种选择，Baumuller也提供了在其B Max上的DriverPLC接入，CT的伺服驱动器可以直接插入I/O，CPU等，Rockwell AB的Kinetix 6000系列也是一种基于模块化设计的多轴驱动方案，大大的节省了电柜空间，其滑扣安装方式也使得接线更加简便。
3.2安全技术
机器的人性化设计必须考虑到人的安全，另外也包含了机器本身的安全，safety技术正在成为欧洲众多厂商应用的必须，而国内，尽管运动控制的安全尚未多的应用，但是，越来越多的客户开始关注安全问题，
在BR中，将ACOPOS safety集成到伺服中，而L-force 9400高端伺服驱动器也将安全应用模块集成到了其中，SM0，SM100等多种安全模块可以选择适应于不同的安全应用要求。 查看全部
摘要：随着智能制造2025国家战略的深入推进，及工业机器人及人工智能的推广应用；运动控制成为自动化的热点，成为了实现智能制造的核心技术，下面为大家梳理一下前沿的运动控制技术。
1.市场需求的变化
1.1多品种，小批量的市场需求
运动控制越来越多的被应用到机器设计中，它不仅仅提高了机器的速度、精度，更重要的是它提供了更加灵活的机器设计，对于今天，小批量和多品种的终端消费需求而言，运动控制提供了完美的响应。
欧美主流运动控制厂商，SIEMENS、Bosch Rexroth、B&R、LENZE、Rockwell AB均在运动控制领域投入了重兵，SIEMENS推出T-CPU和Simotion以及Sinamic120驱动技术，同时在中国建立了伺服电机生产工厂来实现本土化的运行。B&R为了拓展其在运动控制市场的方案集成能力在2007-2008年相继推出了ACOPOSmulti应用于多轴系统的方案，以及ACOPOSmicro、ACOPOSinveter，并且在其Automation Studio开发工具包中将PLC Open Motion/Hydraulic集成，同时Robotics(机器人技术)和CNC也被融入到其开发工具包中。Schneider为了进入运动控制市场收购了在包装机械领域大量应用的ELAU、以及以步进电机而知名的百格拉，并且在各个主要OEM市场建立了MAC(机械自动化中心)，Rockwell AB为了寻求在该领域的拓展，弥补其在低端市场的价格竞争力而收购了OEMax，Bosch Rexroth也在国内寻求合作，收购了深圳的变频器制造商以获得本土的生产来扩展其运动控制的方案提供能力。
1.2独立驱动技术
在各种机器设计中，印刷机械对于运动控制的响应能力要求是最高的，无轴传动概念由Bosch Rexroth在1994年开始提出并应用，这个技术带来了机器设计的革命性变化，它使得传统的机械主轴磨损、维护高以及不便于变换订单的劣势得到改善，使得机器变得更加方便，在欧洲著名的印刷机械制造商，包括Man Roland、KBA和GOSS的卷筒纸报纸印刷设备上均采用了这一概念的设计，Synax200是一个无轴传动的集成产品，是将Bosch Rexroth的产品与行业应用的集成，在国内，北人印刷机械和无锡宝南机器制造也在其报纸印刷上采用了Synax200系统。之后，B&R 2003年开始与陕西北人印刷机械开始在高端的凹版印刷机械上开发成功国内第一台纸纸凹版印刷机，其设计速度高达300米/分钟，之后，SIEMENS也高调与中山松德建立了合作，在2008年B&R获得了上海鼎龙全伺服瓦楞纸开槽印刷机的成功开发，并且在卫星式柔版印刷机上获得了多达62个伺服轴的应用项目。
LENZE在郑纺机、盐城宏华的多单元浆纱机系统中的应用占据较高的市场份额，每年有上百台采用LENZE伺服的浆纱机在国内得到应用，而SIEMENS的MasterDrvier驱动技术在盐城纺机、无锡华力等得到了多单元浆纱机的成功应用，在控制纱线的上浆、卷绕的同步控制方面，多单元独立驱动技术的发挥了其稳定可靠的优势，使得浆纱质量得到很好的控制。
轮胎成型机是一个对于变化的需求要求非常高的应用，它在轮胎的加工过程中，需针对不同的轮胎生产要求，对带束层、侧胶、钢丝圈输送等提供较高的变化和定位控制，Bosch Rexroth和Rockwell AB也在青岛高校软控和天津赛象的轮胎成型机上得到大量应用，SIEMENS主要与北京敬业和橡胶研究院进行合作。
B&R与上海二纺机在超长车细纱机的应用上进行了合作，开发了国内乃至世界上领先的1500锭的细纱超长车，它应用了B&R的ACOPOSmulti伺服驱动器，链接了14个伺服轴，而在塑料机械领域也获得了多达19个伺服轴的流延膜张力卷取项目。
粗纱机四电机传动技术是最早在国内由B&R开发成功并大量应用的方案，通过对龙筋、钢领板、锭翼等的独立驱动，使得各轴高度同步，并且能够快速的适应纱线生产的变化需求。
2．技术进步
2.1高速响应能力
伺服响应能力大幅度提高，Bosch Rexroth的IndraDriver提供了250uS的位置环刷新能力，而SIEMENS的MasterDriver也同样可提供400uS的位置环刷新速度，B&R的ACOPOS伺服驱动器提供了400uS的刷新速度，这些使得高速的机器设计得以轻松实现。
Baumuller的B MaXX系列伺服驱动器的电流环采样为62.5uS，速度环和位置环分别为125uS，8kHz的交流变换频率，B&R ACOPOS电流环为50uS,速度环125uS，位置环采样为125uS，最高支持15kHz的交流变化频率。
2.2实时通信与运动控制的融合
通常日系伺服产品多采用脉冲方式来控制，脉冲丢失以及实时性不足使得日系伺服均应用在较为低端的市场，而欧美系伺服多采用总线技术，最大的优势在于它提供了非常大的灵活性。
今天，实时通信技术为运动控制满足高性能系统的要求提供了通信基础，2001年，B&R最早在利乐包装的生产线上运行了具有划时代意义的Ethernet POWERLINK技术，它使得50个伺服轴，和2000个I/O点的数据刷新达到了惊人的2.4mS，并且，它是基于标准Ethernet芯片的设计，无需ASIC，这是最早出现的实时通信技术，它的应用使得多轴之间的运动控制达到了新的高度，Bosch Rexroth的SERCOS通信技术采用光纤通信，高达12Mbps的通信速度融合IndraDriver智能型驱动器，2007年SIEMENS推出了新一代的RTE-ProfiNet它是一个基于以太网技术的实现，最开始，SERCOSI还是一个无法将运动和I/O指令运行在同一通道的，只能采用环网的拓扑，并且实用昂贵的光纤，而现在，SERCOSIII在此基础上更好的融合了标准以太网通信，可以采用RJ45来通信，也将拓扑结构进行了拓展，这些都是技术的进步。
Rockwell AB的Kinetix 6000系列支持SERCOS通信接口，但是，SERCOS通信模块非常的昂贵，而且为了实现较为复杂的电子凸轮设计需要配备高性能的ControlLogix CPU整体性价比并非很理想。
BR提供的Ethernet POWERLINK技术目前是最广为应用的实时通信技术，这主要是因为BR在OEM市场获得的巨大的客户基础而决定的，未来的市场可能主要是依赖于ProfiNet IRT,ModBus TCP/IP，因为这些有大型厂商支持的总线技术可能会依赖于其自身强大的市场资源推广到较大的份额，而POWERLINK将尾随其后，而SERCOS由于其狭窄的应用范围而可能会最终占据较小的份额。
2.3共直流母线伺服驱动技术
共直流母线技术的原理是基于通用逆变装置均采用交－直－交变频方式，当电机处于制动状态时，其制动能量反馈到直流侧，为更好的处理反馈制动能量，把各逆变单元的直流侧连接起来的一种方法。共直流母线技术的优势在于
a. 共用直流母线可以大大减少整理单元和制动单元的重复配置，结构简单合
理经济可靠。
b. 共用直流母线的中间直流电压恒定，电容并联储能容量大。
c. 各电动机工作在不同状态下，能量回馈互补，优化了系统的动态特性。
共直流母线技术的驱动器也由各个主要的厂商开始推出，SIEMENS推出了其新一代的驱动器Sinamic120和SIMOTION,而其T-CPU融合了运动控制技术，Bosch Rexroth的智能型驱动器IndraDriver也实现了采用了共直流母线技术，BR的ACOPOSmulti，Rockwell AB的Kinetex 6000系列。
BR ACOPOSmulti伺服驱动器
共直流母线技术的伺服驱动器通常可以带有双轴驱动模块，例如:Bosch Rexroth的IndraDriver和BR的ACOPOSmulti伺服驱动器，它们均有针对双轴的应用模块，这样，通过共享直流母线单元而不是将直流单元集成到独立的驱动器中，在多轴应用时它提供了一个非常大的成本节约方案，例如，BR的ACOPOSmulti伺服驱动器在10个伺服轴以上的应用成本节约可达30%。
Rockwell AB提供了Kinetix 6000系列伺服驱动器，基于共直流母线设计.
2.4一体化的软件平台
软件平台的集成化成为了未来的发展趋势，BR一直秉承着All In One的开发平台设计理念，其Automation Studio融合了HMI、Motion、Control、Communication多种设计于一体，而Rockwell AB的RsLogix也将不同的产品设计融为一体，这些使得其产品设计变得更加简单，而提供了客户开发低学习成本，这个更重要的是一种站在整体的概念看机器的设计理念而非简单的集成软件为一体那么简单。
2.5CAM应用
对于卷筒纸裁切、瓦楞纸横切、全息定位烫、包装的热封、细纱纱线成型、模切机器前沿送纸机构等等，众多的机器设计中，CAM的应用非常广泛，包括SIEMENS、BR、Rockwell AB、Bosch Rexroth、Baomuller、LENZE等一众厂商均在其伺服驱动器中内置了CAM功能，且其CAM曲线的设计能力能够达到非常高的实现能力，例如BR提供了6阶64个多项式的描绘能力，而同样SIEMENS的CAM集成到其工艺包中可以被应用到具体项目中，提供6阶函数描绘能力，Bosch Rexroth的CAM也能够实现较高的运行能力，在电子凸轮送纸机构、卷筒纸裁切领域也有大量的应用。
3.未来发展
3.1模块化设计
为了提高系统的灵活性，能够实现任意的方式的组合不同应用方案，各厂商提供了多种构想的模块化设计，例如BR的ACOPOSmulti伺服驱动器，将伺服逆变单元像PLC一样安装于底板，并且有多种灵活的编码器模块根据应用进行配置，而ACOPOS甚至可以直接接入带有Profibus接口的CPU到驱动器上，并且也可以接入I/O，例如在印刷机的直接驱动中，模拟量的色标信号可以直接被接入到驱动器上，这种设计直接提高了运动控制与逻辑控制之间的响应匹配能力。而LENZE 9400系列伺服驱动器则提供了PLC和驱动器的连接，安全模块、通信模块、数频、I/O等多种选择，Baumuller也提供了在其B Max上的DriverPLC接入，CT的伺服驱动器可以直接插入I/O，CPU等，Rockwell AB的Kinetix 6000系列也是一种基于模块化设计的多轴驱动方案，大大的节省了电柜空间，其滑扣安装方式也使得接线更加简便。
3.2安全技术
机器的人性化设计必须考虑到人的安全，另外也包含了机器本身的安全，safety技术正在成为欧洲众多厂商应用的必须，而国内，尽管运动控制的安全尚未多的应用，但是，越来越多的客户开始关注安全问题，
在BR中，将ACOPOS safety集成到伺服中，而L-force 9400高端伺服驱动器也将安全应用模块集成到了其中，SM0，SM100等多种安全模块可以选择适应于不同的安全应用要求。
1.市场需求的变化
1.1多品种，小批量的市场需求
运动控制越来越多的被应用到机器设计中，它不仅仅提高了机器的速度、精度，更重要的是它提供了更加灵活的机器设计，对于今天，小批量和多品种的终端消费需求而言，运动控制提供了完美的响应。
欧美主流运动控制厂商，SIEMENS、Bosch Rexroth、B&R、LENZE、Rockwell AB均在运动控制领域投入了重兵，SIEMENS推出T-CPU和Simotion以及Sinamic120驱动技术，同时在中国建立了伺服电机生产工厂来实现本土化的运行。B&R为了拓展其在运动控制市场的方案集成能力在2007-2008年相继推出了ACOPOSmulti应用于多轴系统的方案，以及ACOPOSmicro、ACOPOSinveter，并且在其Automation Studio开发工具包中将PLC Open Motion/Hydraulic集成，同时Robotics(机器人技术)和CNC也被融入到其开发工具包中。Schneider为了进入运动控制市场收购了在包装机械领域大量应用的ELAU、以及以步进电机而知名的百格拉，并且在各个主要OEM市场建立了MAC(机械自动化中心)，Rockwell AB为了寻求在该领域的拓展，弥补其在低端市场的价格竞争力而收购了OEMax，Bosch Rexroth也在国内寻求合作，收购了深圳的变频器制造商以获得本土的生产来扩展其运动控制的方案提供能力。
1.2独立驱动技术
在各种机器设计中，印刷机械对于运动控制的响应能力要求是最高的，无轴传动概念由Bosch Rexroth在1994年开始提出并应用，这个技术带来了机器设计的革命性变化，它使得传统的机械主轴磨损、维护高以及不便于变换订单的劣势得到改善，使得机器变得更加方便，在欧洲著名的印刷机械制造商，包括Man Roland、KBA和GOSS的卷筒纸报纸印刷设备上均采用了这一概念的设计，Synax200是一个无轴传动的集成产品，是将Bosch Rexroth的产品与行业应用的集成，在国内，北人印刷机械和无锡宝南机器制造也在其报纸印刷上采用了Synax200系统。之后，B&R 2003年开始与陕西北人印刷机械开始在高端的凹版印刷机械上开发成功国内第一台纸纸凹版印刷机，其设计速度高达300米/分钟，之后，SIEMENS也高调与中山松德建立了合作，在2008年B&R获得了上海鼎龙全伺服瓦楞纸开槽印刷机的成功开发，并且在卫星式柔版印刷机上获得了多达62个伺服轴的应用项目。
LENZE在郑纺机、盐城宏华的多单元浆纱机系统中的应用占据较高的市场份额，每年有上百台采用LENZE伺服的浆纱机在国内得到应用，而SIEMENS的MasterDrvier驱动技术在盐城纺机、无锡华力等得到了多单元浆纱机的成功应用，在控制纱线的上浆、卷绕的同步控制方面，多单元独立驱动技术的发挥了其稳定可靠的优势，使得浆纱质量得到很好的控制。
轮胎成型机是一个对于变化的需求要求非常高的应用，它在轮胎的加工过程中，需针对不同的轮胎生产要求，对带束层、侧胶、钢丝圈输送等提供较高的变化和定位控制，Bosch Rexroth和Rockwell AB也在青岛高校软控和天津赛象的轮胎成型机上得到大量应用，SIEMENS主要与北京敬业和橡胶研究院进行合作。
B&R与上海二纺机在超长车细纱机的应用上进行了合作，开发了国内乃至世界上领先的1500锭的细纱超长车，它应用了B&R的ACOPOSmulti伺服驱动器，链接了14个伺服轴，而在塑料机械领域也获得了多达19个伺服轴的流延膜张力卷取项目。
粗纱机四电机传动技术是最早在国内由B&R开发成功并大量应用的方案，通过对龙筋、钢领板、锭翼等的独立驱动，使得各轴高度同步，并且能够快速的适应纱线生产的变化需求。
2．技术进步
2.1高速响应能力
伺服响应能力大幅度提高，Bosch Rexroth的IndraDriver提供了250uS的位置环刷新能力，而SIEMENS的MasterDriver也同样可提供400uS的位置环刷新速度，B&R的ACOPOS伺服驱动器提供了400uS的刷新速度，这些使得高速的机器设计得以轻松实现。
Baumuller的B MaXX系列伺服驱动器的电流环采样为62.5uS，速度环和位置环分别为125uS，8kHz的交流变换频率，B&R ACOPOS电流环为50uS,速度环125uS，位置环采样为125uS，最高支持15kHz的交流变化频率。
2.2实时通信与运动控制的融合
通常日系伺服产品多采用脉冲方式来控制，脉冲丢失以及实时性不足使得日系伺服均应用在较为低端的市场，而欧美系伺服多采用总线技术，最大的优势在于它提供了非常大的灵活性。
今天，实时通信技术为运动控制满足高性能系统的要求提供了通信基础，2001年，B&R最早在利乐包装的生产线上运行了具有划时代意义的Ethernet POWERLINK技术，它使得50个伺服轴，和2000个I/O点的数据刷新达到了惊人的2.4mS，并且，它是基于标准Ethernet芯片的设计，无需ASIC，这是最早出现的实时通信技术，它的应用使得多轴之间的运动控制达到了新的高度，Bosch Rexroth的SERCOS通信技术采用光纤通信，高达12Mbps的通信速度融合IndraDriver智能型驱动器，2007年SIEMENS推出了新一代的RTE-ProfiNet它是一个基于以太网技术的实现，最开始，SERCOSI还是一个无法将运动和I/O指令运行在同一通道的，只能采用环网的拓扑，并且实用昂贵的光纤，而现在，SERCOSIII在此基础上更好的融合了标准以太网通信，可以采用RJ45来通信，也将拓扑结构进行了拓展，这些都是技术的进步。
Rockwell AB的Kinetix 6000系列支持SERCOS通信接口，但是，SERCOS通信模块非常的昂贵，而且为了实现较为复杂的电子凸轮设计需要配备高性能的ControlLogix CPU整体性价比并非很理想。
BR提供的Ethernet POWERLINK技术目前是最广为应用的实时通信技术，这主要是因为BR在OEM市场获得的巨大的客户基础而决定的，未来的市场可能主要是依赖于ProfiNet IRT,ModBus TCP/IP，因为这些有大型厂商支持的总线技术可能会依赖于其自身强大的市场资源推广到较大的份额，而POWERLINK将尾随其后，而SERCOS由于其狭窄的应用范围而可能会最终占据较小的份额。
2.3共直流母线伺服驱动技术
共直流母线技术的原理是基于通用逆变装置均采用交－直－交变频方式，当电机处于制动状态时，其制动能量反馈到直流侧，为更好的处理反馈制动能量，把各逆变单元的直流侧连接起来的一种方法。共直流母线技术的优势在于
a. 共用直流母线可以大大减少整理单元和制动单元的重复配置，结构简单合
理经济可靠。
b. 共用直流母线的中间直流电压恒定，电容并联储能容量大。
c. 各电动机工作在不同状态下，能量回馈互补，优化了系统的动态特性。
共直流母线技术的驱动器也由各个主要的厂商开始推出，SIEMENS推出了其新一代的驱动器Sinamic120和SIMOTION,而其T-CPU融合了运动控制技术，Bosch Rexroth的智能型驱动器IndraDriver也实现了采用了共直流母线技术，BR的ACOPOSmulti，Rockwell AB的Kinetex 6000系列。
BR ACOPOSmulti伺服驱动器
共直流母线技术的伺服驱动器通常可以带有双轴驱动模块，例如:Bosch Rexroth的IndraDriver和BR的ACOPOSmulti伺服驱动器，它们均有针对双轴的应用模块，这样，通过共享直流母线单元而不是将直流单元集成到独立的驱动器中，在多轴应用时它提供了一个非常大的成本节约方案，例如，BR的ACOPOSmulti伺服驱动器在10个伺服轴以上的应用成本节约可达30%。
Rockwell AB提供了Kinetix 6000系列伺服驱动器，基于共直流母线设计.
2.4一体化的软件平台
软件平台的集成化成为了未来的发展趋势，BR一直秉承着All In One的开发平台设计理念，其Automation Studio融合了HMI、Motion、Control、Communication多种设计于一体，而Rockwell AB的RsLogix也将不同的产品设计融为一体，这些使得其产品设计变得更加简单，而提供了客户开发低学习成本，这个更重要的是一种站在整体的概念看机器的设计理念而非简单的集成软件为一体那么简单。
2.5CAM应用
对于卷筒纸裁切、瓦楞纸横切、全息定位烫、包装的热封、细纱纱线成型、模切机器前沿送纸机构等等，众多的机器设计中，CAM的应用非常广泛，包括SIEMENS、BR、Rockwell AB、Bosch Rexroth、Baomuller、LENZE等一众厂商均在其伺服驱动器中内置了CAM功能，且其CAM曲线的设计能力能够达到非常高的实现能力，例如BR提供了6阶64个多项式的描绘能力，而同样SIEMENS的CAM集成到其工艺包中可以被应用到具体项目中，提供6阶函数描绘能力，Bosch Rexroth的CAM也能够实现较高的运行能力，在电子凸轮送纸机构、卷筒纸裁切领域也有大量的应用。
3.未来发展
3.1模块化设计
为了提高系统的灵活性，能够实现任意的方式的组合不同应用方案，各厂商提供了多种构想的模块化设计，例如BR的ACOPOSmulti伺服驱动器，将伺服逆变单元像PLC一样安装于底板，并且有多种灵活的编码器模块根据应用进行配置，而ACOPOS甚至可以直接接入带有Profibus接口的CPU到驱动器上，并且也可以接入I/O，例如在印刷机的直接驱动中，模拟量的色标信号可以直接被接入到驱动器上，这种设计直接提高了运动控制与逻辑控制之间的响应匹配能力。而LENZE 9400系列伺服驱动器则提供了PLC和驱动器的连接，安全模块、通信模块、数频、I/O等多种选择，Baumuller也提供了在其B Max上的DriverPLC接入，CT的伺服驱动器可以直接插入I/O，CPU等，Rockwell AB的Kinetix 6000系列也是一种基于模块化设计的多轴驱动方案，大大的节省了电柜空间，其滑扣安装方式也使得接线更加简便。
3.2安全技术
机器的人性化设计必须考虑到人的安全，另外也包含了机器本身的安全，safety技术正在成为欧洲众多厂商应用的必须，而国内，尽管运动控制的安全尚未多的应用，但是，越来越多的客户开始关注安全问题，
在BR中，将ACOPOS safety集成到伺服中，而L-force 9400高端伺服驱动器也将安全应用模块集成到了其中，SM0，SM100等多种安全模块可以选择适应于不同的安全应用要求。
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最详细的伺服学习基础篇-松下
电气控制类 砸金蛋 2016-05-03 22:37 发表了文章
对刚入门学习和应用伺服系统的工程师是个好的资料，学习伺服系统的原理和应用，值得收藏。
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伺服系统的发展趋势
电气控制类 胆大不怕黑 2016-04-27 18:20 发表了文章
现代交流伺服系统，在经历了从模拟到数字化的转变后，其内部数字控制环已经无处不在，比如换相、电流、速度和位置控制等;其实现主要通过新型功率半导体器件，像高性能DSP加FPGA、甚至伺服专用模块也不足为奇。且新的功率器件或模块每2～2.5年就会更新一次，新的软件算法也日新月异，国际厂商的伺服产品大概每5年亦会更新换代——总而言之，产品生命周期越来越短，变化越来越快。总结国内外伺服厂家的技术路线和产品路线，结合市场需求的变化，可以看到以下一些伺服电机系统的最新发展趋势：
高效率化
尽管高效化一直都是伺服系统重要的发展课题，但是仍需要继续加强。主要包括电机本身的高效率：比如永磁材料性能的改进和更好的磁铁安装结构设计;也包括驱动系统的高效率化：包括逆变器驱动电路的优化，加减速运动的优化，再生制动和能量反馈以及更好的冷却方式等。
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直接驱动
直接驱动包括采用盘式电机的转台伺服驱动和采用直线电机的线性伺服驱动，由于消除了中间机械传动设备的(如齿轮箱)传递误差，从而实现了高速化和高定位精度。而直线电机容易改变形状的特点可以使采用线性直线机构的各种装置实现小型化和轻量化。
高速、高精、高性能化
采用更高精度的编码器，更高采样精度和数据位数、速度更快的DSP，无齿槽效应的高性能旋转电机、直线电机，以及应用自适应、人工智能等各种现代控制策略，不断将伺服系统的基础指标(控制速度、控制精度)提高。
一体化和集成化
电动机、反馈、控制、驱动、通讯的纵向一体化成为当前小功率伺服系统的一个发展方向。有时我们称这种集成了驱动和通讯的电机叫智能化电机，有时我们把集成了运动控制和通讯的驱动器叫智能化伺服驱动器。电机、驱动和控制的集成使三者从设计、制造到运行、维护都更紧密地融为一体。但是这种方式面临更大的技术挑战和工程师使用习惯的挑战，因此很难成为主流，在整个伺服市场中是一个很小的有特色的部分。
通用化
通用型驱动器配置有大量的参数和丰富的菜单功能，便于用户在不改变硬件配置的条件下，方便地设置成V/F控制、无速度传感器开环矢量控制、闭环磁通矢量控制、永磁无刷交流伺服电动机控制及再生单元等五种工作方式，适用于各种场合，可以驱动不同类型的电机，比如异步电机、永磁同步电机、无刷直流电机、步进电机，也可以适应不同的传感器类型甚至无位置传感器。可以使用电机本身配置的反馈构成半闭环控制系统，也可以通过接口与外部的位置或速度或力矩传感器构成高精度全闭环控制系统。
智能化
现代交流伺服驱动器都具备参数记忆、故障自诊断和分析功能，绝大多数进口驱动器都具备负载惯量测定和自动增益调整功能，有的可以自动辨识电机的参数，自动测定编码器零位，有些则能自动进行振动抑止。将电子齿轮、电子凸轮、同步跟踪、插补运动等控制功能和驱动结合在一起，对于伺服用户来说，则提供了更好的体验。
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智造家参考文章链接：http://bbs.imefuture.com/article
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高效率化
尽管高效化一直都是伺服系统重要的发展课题，但是仍需要继续加强。主要包括电机本身的高效率：比如永磁材料性能的改进和更好的磁铁安装结构设计;也包括驱动系统的高效率化：包括逆变器驱动电路的优化，加减速运动的优化，再生制动和能量反馈以及更好的冷却方式等。
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直接驱动
直接驱动包括采用盘式电机的转台伺服驱动和采用直线电机的线性伺服驱动，由于消除了中间机械传动设备的(如齿轮箱)传递误差，从而实现了高速化和高定位精度。而直线电机容易改变形状的特点可以使采用线性直线机构的各种装置实现小型化和轻量化。
高速、高精、高性能化
采用更高精度的编码器，更高采样精度和数据位数、速度更快的DSP，无齿槽效应的高性能旋转电机、直线电机，以及应用自适应、人工智能等各种现代控制策略，不断将伺服系统的基础指标(控制速度、控制精度)提高。
一体化和集成化
电动机、反馈、控制、驱动、通讯的纵向一体化成为当前小功率伺服系统的一个发展方向。有时我们称这种集成了驱动和通讯的电机叫智能化电机，有时我们把集成了运动控制和通讯的驱动器叫智能化伺服驱动器。电机、驱动和控制的集成使三者从设计、制造到运行、维护都更紧密地融为一体。但是这种方式面临更大的技术挑战和工程师使用习惯的挑战，因此很难成为主流，在整个伺服市场中是一个很小的有特色的部分。
通用化
通用型驱动器配置有大量的参数和丰富的菜单功能，便于用户在不改变硬件配置的条件下，方便地设置成V/F控制、无速度传感器开环矢量控制、闭环磁通矢量控制、永磁无刷交流伺服电动机控制及再生单元等五种工作方式，适用于各种场合，可以驱动不同类型的电机，比如异步电机、永磁同步电机、无刷直流电机、步进电机，也可以适应不同的传感器类型甚至无位置传感器。可以使用电机本身配置的反馈构成半闭环控制系统，也可以通过接口与外部的位置或速度或力矩传感器构成高精度全闭环控制系统。
智能化
现代交流伺服驱动器都具备参数记忆、故障自诊断和分析功能，绝大多数进口驱动器都具备负载惯量测定和自动增益调整功能，有的可以自动辨识电机的参数，自动测定编码器零位，有些则能自动进行振动抑止。将电子齿轮、电子凸轮、同步跟踪、插补运动等控制功能和驱动结合在一起，对于伺服用户来说，则提供了更好的体验。
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现代交流伺服系统，在经历了从模拟到数字化的转变后，其内部数字控制环已经无处不在，比如换相、电流、速度和位置控制等;其实现主要通过新型功率半导体器件，像高性能DSP加FPGA、甚至伺服专用模块也不足为奇。且新的功率器件或模块每2～2.5年就会更新一次，新的软件算法也日新月异，国际厂商的伺服产品大概每5年亦会更新换代——总而言之，产品生命周期越来越短，变化越来越快。总结国内外伺服厂家的技术路线和产品路线，结合市场需求的变化，可以看到以下一些伺服电机系统的最新发展趋势：
高效率化
尽管高效化一直都是伺服系统重要的发展课题，但是仍需要继续加强。主要包括电机本身的高效率：比如永磁材料性能的改进和更好的磁铁安装结构设计;也包括驱动系统的高效率化：包括逆变器驱动电路的优化，加减速运动的优化，再生制动和能量反馈以及更好的冷却方式等。
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直接驱动
直接驱动包括采用盘式电机的转台伺服驱动和采用直线电机的线性伺服驱动，由于消除了中间机械传动设备的(如齿轮箱)传递误差，从而实现了高速化和高定位精度。而直线电机容易改变形状的特点可以使采用线性直线机构的各种装置实现小型化和轻量化。
高速、高精、高性能化
采用更高精度的编码器，更高采样精度和数据位数、速度更快的DSP，无齿槽效应的高性能旋转电机、直线电机，以及应用自适应、人工智能等各种现代控制策略，不断将伺服系统的基础指标(控制速度、控制精度)提高。
一体化和集成化
电动机、反馈、控制、驱动、通讯的纵向一体化成为当前小功率伺服系统的一个发展方向。有时我们称这种集成了驱动和通讯的电机叫智能化电机，有时我们把集成了运动控制和通讯的驱动器叫智能化伺服驱动器。电机、驱动和控制的集成使三者从设计、制造到运行、维护都更紧密地融为一体。但是这种方式面临更大的技术挑战和工程师使用习惯的挑战，因此很难成为主流，在整个伺服市场中是一个很小的有特色的部分。
通用化
通用型驱动器配置有大量的参数和丰富的菜单功能，便于用户在不改变硬件配置的条件下，方便地设置成V/F控制、无速度传感器开环矢量控制、闭环磁通矢量控制、永磁无刷交流伺服电动机控制及再生单元等五种工作方式，适用于各种场合，可以驱动不同类型的电机，比如异步电机、永磁同步电机、无刷直流电机、步进电机，也可以适应不同的传感器类型甚至无位置传感器。可以使用电机本身配置的反馈构成半闭环控制系统，也可以通过接口与外部的位置或速度或力矩传感器构成高精度全闭环控制系统。
智能化
现代交流伺服驱动器都具备参数记忆、故障自诊断和分析功能，绝大多数进口驱动器都具备负载惯量测定和自动增益调整功能，有的可以自动辨识电机的参数，自动测定编码器零位，有些则能自动进行振动抑止。将电子齿轮、电子凸轮、同步跟踪、插补运动等控制功能和驱动结合在一起，对于伺服用户来说，则提供了更好的体验。
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高效率化
尽管高效化一直都是伺服系统重要的发展课题，但是仍需要继续加强。主要包括电机本身的高效率：比如永磁材料性能的改进和更好的磁铁安装结构设计;也包括驱动系统的高效率化：包括逆变器驱动电路的优化，加减速运动的优化，再生制动和能量反馈以及更好的冷却方式等。
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直接驱动
直接驱动包括采用盘式电机的转台伺服驱动和采用直线电机的线性伺服驱动，由于消除了中间机械传动设备的(如齿轮箱)传递误差，从而实现了高速化和高定位精度。而直线电机容易改变形状的特点可以使采用线性直线机构的各种装置实现小型化和轻量化。
高速、高精、高性能化
采用更高精度的编码器，更高采样精度和数据位数、速度更快的DSP，无齿槽效应的高性能旋转电机、直线电机，以及应用自适应、人工智能等各种现代控制策略，不断将伺服系统的基础指标(控制速度、控制精度)提高。
一体化和集成化
电动机、反馈、控制、驱动、通讯的纵向一体化成为当前小功率伺服系统的一个发展方向。有时我们称这种集成了驱动和通讯的电机叫智能化电机，有时我们把集成了运动控制和通讯的驱动器叫智能化伺服驱动器。电机、驱动和控制的集成使三者从设计、制造到运行、维护都更紧密地融为一体。但是这种方式面临更大的技术挑战和工程师使用习惯的挑战，因此很难成为主流，在整个伺服市场中是一个很小的有特色的部分。
通用化
通用型驱动器配置有大量的参数和丰富的菜单功能，便于用户在不改变硬件配置的条件下，方便地设置成V/F控制、无速度传感器开环矢量控制、闭环磁通矢量控制、永磁无刷交流伺服电动机控制及再生单元等五种工作方式，适用于各种场合，可以驱动不同类型的电机，比如异步电机、永磁同步电机、无刷直流电机、步进电机，也可以适应不同的传感器类型甚至无位置传感器。可以使用电机本身配置的反馈构成半闭环控制系统，也可以通过接口与外部的位置或速度或力矩传感器构成高精度全闭环控制系统。
智能化
现代交流伺服驱动器都具备参数记忆、故障自诊断和分析功能，绝大多数进口驱动器都具备负载惯量测定和自动增益调整功能，有的可以自动辨识电机的参数，自动测定编码器零位，有些则能自动进行振动抑止。将电子齿轮、电子凸轮、同步跟踪、插补运动等控制功能和驱动结合在一起，对于伺服用户来说，则提供了更好的体验。
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经验分享 三相交流伺服电机损坏原因分析。
电气控制类 机器人王子 2016-04-25 16:04 发表了文章
主要的故障和分析：
1电机编码器报警
1、故障原因
①接线错误；
②电磁干扰；
③机械振动导致的编码器硬件损坏；
④现场环境导致的污染；
2、故障排除
①检查接线并排除错误；
②检查屏蔽是否到位，检查布线是否合理并解决，必要时增加滤波器加以改善；
③检查机械结构，并加以改进；
④检查编码器内部是否受到污染、腐蚀（粉尘、油污等），加强防护；
3、安装及接线标准
①尽量使用原装电缆；
②分离电缆使其尽量远离污染接线,特别是高污染接线；
③尽可能始终使用内部电源。如果使用开关电源,则应使用滤波器，确保电源达到洁净等级；
④始终将公共端接地；
⑤将编码器外壳与机器结构保持绝缘并连接到电缆屏蔽层；
⑥如果无法使编码器绝缘，则可将电缆屏蔽层连接到编码器外壳和驱动器框架上的接地 (或专用端子)。2
电机断轴
1、故障原因
①机械设计不合理导致径向负载力过大；
②负载端卡死或者严重的瞬间过载；
③电机和减速机装配时不同心；
2、故障排除
①核对电机样本中可承受的最大径向负载力，改进机械设计；
②检查负载端的运行情况，确认实际的工艺要求并加以改进；
③检查负载运行是否稳定，是否存在震动，并加以改进机械装配精度。
3电动机空载电流不平衡，三相相差大
1、故障原因
①绕组首尾端接错；
②电源电压不平衡；
③绕组存在匝间短路、线圈反接等故障。
2、故障排除
①检查并纠正；
②测量电源电压，设法消除不平衡；
③消除绕组故障。4电动机运行时响声不正常有异响
1、故障原因
①轴承磨损或油内有砂粒等异物；
②转子铁芯松动；
③轴承缺油；
④电源电压过高或不平衡。
2、故障排除
①更换轴承或清洗轴承；
②检修转子铁芯；
③加油；
④检查并调整电源电压5电动机起动困难，额定负载时，电动机转速低于额定转速较多
1、故障原因
①电源电压过低；
②面接法电机误接；
③转子开焊或断裂；
④转子局部线圈错接、接反；
③修复电机绕组时增加匝数过多；
⑤电机过载。
2、故障排除
①测量电源电压，设法改善；
②纠正接法；
③检查开焊和断点并修复；
④查出误接处予以改正；
⑤恢复正确匝数；
⑥减载。6通电后电动机不能转动，但无异响，也无异味和冒烟？
1、故障原因
①电源未通（至少两相未通）；
②熔丝熔断（至少两相熔断）；
③过流继电器调得过小；
④控制设备接线错误。
2、故障排除
①检查电源回路开关，熔丝、接线盒处是否有断点，修复；
②检查熔丝型号、熔断原因，换新熔丝；
③调节继电器整定值与电动机配合；
④改正接线。7
运行中电动机振动较大
1、故障原因
①由于磨损轴承间隙过大；
②气隙不均匀；
③转子不平衡；
④转轴弯曲；
⑤联轴器（皮带轮）同轴度过低。
2、故障排除
①检修轴承，必要时更换；
②调整气隙，使之均匀；
③校正转子动平衡；
④校直转轴；
⑤重新校正，使之符合规定。8通电后电机不转有嗡嗡声
1、故障原因
①转子绕组有断路（一相断线）或电源一相失电；
②绕组引出线始末端接错或绕组内部接反；
③电源回路接点松动，接触电阻大；
④电动机负载过大或转子卡住；
⑤电源电压过低；
⑥小型电动机装配太紧或轴承内油脂过硬；
⑦轴承卡住。
2、故障排除
①查明断点予以修复；
②检查绕组极性；判断绕组末端是否正确；
③紧固松动的接线螺丝，用万用表判断各接头是否假接，予以修复；
④减载或查出并消除机械故障，
⑤检查是否把规定的面接法误接；是否由于电源导线过细使压降过大，予以纠正，
⑥重新装配使之灵活；更换合格油脂；
⑦修复轴承。
9轴承过热？
1、故障原因
①滑脂过多或过少；
②油质不好含有杂质；
③轴承与轴颈或端盖配合不当（过松或过紧）；
④轴承内孔偏心，与轴相擦；
⑤电动机端盖或轴承盖未装平；
⑥电动机与负载间联轴器未校正，或皮带过紧；
⑦轴承间隙过大或过小；
⑧电动机轴弯曲。
2．故障排除
①按规定加润滑脂（容积的1/3-2/3）；
②更换清洁的润滑滑脂；
③过松可用粘结剂修复，过紧应车，磨轴颈或端盖内孔，使之适合；
④修理轴承盖，消除擦点；更多精彩内容请关注微信号技成培训
⑤重新装配；
⑥重新校正，调整皮带张力；
⑦更换新轴承；
⑧校正电机轴或更换转子。10
电机过热甚至冒烟？
1、故障原因
①电源电压过高；
②电源电压过低，电动机又带额定负载运行，电流过大使绕组发热；
③修理拆除绕组时，采用热拆法不当，烧伤铁芯；
④电动机过载或频繁起动；
⑤电动机缺相，两相运行；
⑥重绕后定于绕组浸漆不充分；
⑦环境温度高电动机表面污垢多，或通风道堵塞。
2、故障排除
①降低电源电压（如调整供电变压器分接头）；
②提高电源电压或换粗供电导线；
③检修铁芯，排除故障；
④减载；按规定次数控制起动；
⑤恢复三相运行；
⑥采用二次浸漆及真空浸漆工艺；
⑦清洗电动机，改善环境温度，采用降温措施。
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文章来源：伺服与运动控制
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1电机编码器报警
1、故障原因
①接线错误；
②电磁干扰；
③机械振动导致的编码器硬件损坏；
④现场环境导致的污染；
2、故障排除
①检查接线并排除错误；
②检查屏蔽是否到位，检查布线是否合理并解决，必要时增加滤波器加以改善；
③检查机械结构，并加以改进；
④检查编码器内部是否受到污染、腐蚀（粉尘、油污等），加强防护；
3、安装及接线标准
①尽量使用原装电缆；
②分离电缆使其尽量远离污染接线,特别是高污染接线；
③尽可能始终使用内部电源。如果使用开关电源,则应使用滤波器，确保电源达到洁净等级；
④始终将公共端接地；
⑤将编码器外壳与机器结构保持绝缘并连接到电缆屏蔽层；
⑥如果无法使编码器绝缘，则可将电缆屏蔽层连接到编码器外壳和驱动器框架上的接地 (或专用端子)。2
电机断轴
1、故障原因
①机械设计不合理导致径向负载力过大；
②负载端卡死或者严重的瞬间过载；
③电机和减速机装配时不同心；
2、故障排除
①核对电机样本中可承受的最大径向负载力，改进机械设计；
②检查负载端的运行情况，确认实际的工艺要求并加以改进；
③检查负载运行是否稳定，是否存在震动，并加以改进机械装配精度。
3电动机空载电流不平衡，三相相差大
1、故障原因
①绕组首尾端接错；
②电源电压不平衡；
③绕组存在匝间短路、线圈反接等故障。
2、故障排除
①检查并纠正；
②测量电源电压，设法消除不平衡；
③消除绕组故障。4电动机运行时响声不正常有异响
1、故障原因
①轴承磨损或油内有砂粒等异物；
②转子铁芯松动；
③轴承缺油；
④电源电压过高或不平衡。
2、故障排除
①更换轴承或清洗轴承；
②检修转子铁芯；
③加油；
④检查并调整电源电压5电动机起动困难，额定负载时，电动机转速低于额定转速较多
1、故障原因
①电源电压过低；
②面接法电机误接；
③转子开焊或断裂；
④转子局部线圈错接、接反；
③修复电机绕组时增加匝数过多；
⑤电机过载。
2、故障排除
①测量电源电压，设法改善；
②纠正接法；
③检查开焊和断点并修复；
④查出误接处予以改正；
⑤恢复正确匝数；
⑥减载。6通电后电动机不能转动，但无异响，也无异味和冒烟？
1、故障原因
①电源未通（至少两相未通）；
②熔丝熔断（至少两相熔断）；
③过流继电器调得过小；
④控制设备接线错误。
2、故障排除
①检查电源回路开关，熔丝、接线盒处是否有断点，修复；
②检查熔丝型号、熔断原因，换新熔丝；
③调节继电器整定值与电动机配合；
④改正接线。7
运行中电动机振动较大
1、故障原因
①由于磨损轴承间隙过大；
②气隙不均匀；
③转子不平衡；
④转轴弯曲；
⑤联轴器（皮带轮）同轴度过低。
2、故障排除
①检修轴承，必要时更换；
②调整气隙，使之均匀；
③校正转子动平衡；
④校直转轴；
⑤重新校正，使之符合规定。8通电后电机不转有嗡嗡声
1、故障原因
①转子绕组有断路（一相断线）或电源一相失电；
②绕组引出线始末端接错或绕组内部接反；
③电源回路接点松动，接触电阻大；
④电动机负载过大或转子卡住；
⑤电源电压过低；
⑥小型电动机装配太紧或轴承内油脂过硬；
⑦轴承卡住。
2、故障排除
①查明断点予以修复；
②检查绕组极性；判断绕组末端是否正确；
③紧固松动的接线螺丝，用万用表判断各接头是否假接，予以修复；
④减载或查出并消除机械故障，
⑤检查是否把规定的面接法误接；是否由于电源导线过细使压降过大，予以纠正，
⑥重新装配使之灵活；更换合格油脂；
⑦修复轴承。
9轴承过热？
1、故障原因
①滑脂过多或过少；
②油质不好含有杂质；
③轴承与轴颈或端盖配合不当（过松或过紧）；
④轴承内孔偏心，与轴相擦；
⑤电动机端盖或轴承盖未装平；
⑥电动机与负载间联轴器未校正，或皮带过紧；
⑦轴承间隙过大或过小；
⑧电动机轴弯曲。
2．故障排除
①按规定加润滑脂（容积的1/3-2/3）；
②更换清洁的润滑滑脂；
③过松可用粘结剂修复，过紧应车，磨轴颈或端盖内孔，使之适合；
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⑤重新装配；
⑥重新校正，调整皮带张力；
⑦更换新轴承；
⑧校正电机轴或更换转子。10
电机过热甚至冒烟？
1、故障原因
①电源电压过高；
②电源电压过低，电动机又带额定负载运行，电流过大使绕组发热；
③修理拆除绕组时，采用热拆法不当，烧伤铁芯；
④电动机过载或频繁起动；
⑤电动机缺相，两相运行；
⑥重绕后定于绕组浸漆不充分；
⑦环境温度高电动机表面污垢多，或通风道堵塞。
2、故障排除
①降低电源电压（如调整供电变压器分接头）；
②提高电源电压或换粗供电导线；
③检修铁芯，排除故障；
④减载；按规定次数控制起动；
⑤恢复三相运行；
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⑦清洗电动机，改善环境温度，采用降温措施。
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主要的故障和分析：
1电机编码器报警
1、故障原因
①接线错误；
②电磁干扰；
③机械振动导致的编码器硬件损坏；
④现场环境导致的污染；
2、故障排除
①检查接线并排除错误；
②检查屏蔽是否到位，检查布线是否合理并解决，必要时增加滤波器加以改善；
③检查机械结构，并加以改进；
④检查编码器内部是否受到污染、腐蚀（粉尘、油污等），加强防护；
3、安装及接线标准
①尽量使用原装电缆；
②分离电缆使其尽量远离污染接线,特别是高污染接线；
③尽可能始终使用内部电源。如果使用开关电源,则应使用滤波器，确保电源达到洁净等级；
④始终将公共端接地；
⑤将编码器外壳与机器结构保持绝缘并连接到电缆屏蔽层；
⑥如果无法使编码器绝缘，则可将电缆屏蔽层连接到编码器外壳和驱动器框架上的接地 (或专用端子)。2
电机断轴
1、故障原因
①机械设计不合理导致径向负载力过大；
②负载端卡死或者严重的瞬间过载；
③电机和减速机装配时不同心；
2、故障排除
①核对电机样本中可承受的最大径向负载力，改进机械设计；
②检查负载端的运行情况，确认实际的工艺要求并加以改进；
③检查负载运行是否稳定，是否存在震动，并加以改进机械装配精度。
3电动机空载电流不平衡，三相相差大
1、故障原因
①绕组首尾端接错；
②电源电压不平衡；
③绕组存在匝间短路、线圈反接等故障。
2、故障排除
①检查并纠正；
②测量电源电压，设法消除不平衡；
③消除绕组故障。4电动机运行时响声不正常有异响
1、故障原因
①轴承磨损或油内有砂粒等异物；
②转子铁芯松动；
③轴承缺油；
④电源电压过高或不平衡。
2、故障排除
①更换轴承或清洗轴承；
②检修转子铁芯；
③加油；
④检查并调整电源电压5电动机起动困难，额定负载时，电动机转速低于额定转速较多
1、故障原因
①电源电压过低；
②面接法电机误接；
③转子开焊或断裂；
④转子局部线圈错接、接反；
③修复电机绕组时增加匝数过多；
⑤电机过载。
2、故障排除
①测量电源电压，设法改善；
②纠正接法；
③检查开焊和断点并修复；
④查出误接处予以改正；
⑤恢复正确匝数；
⑥减载。6通电后电动机不能转动，但无异响，也无异味和冒烟？
1、故障原因
①电源未通（至少两相未通）；
②熔丝熔断（至少两相熔断）；
③过流继电器调得过小；
④控制设备接线错误。
2、故障排除
①检查电源回路开关，熔丝、接线盒处是否有断点，修复；
②检查熔丝型号、熔断原因，换新熔丝；
③调节继电器整定值与电动机配合；
④改正接线。7
运行中电动机振动较大
1、故障原因
①由于磨损轴承间隙过大；
②气隙不均匀；
③转子不平衡；
④转轴弯曲；
⑤联轴器（皮带轮）同轴度过低。
2、故障排除
①检修轴承，必要时更换；
②调整气隙，使之均匀；
③校正转子动平衡；
④校直转轴；
⑤重新校正，使之符合规定。8通电后电机不转有嗡嗡声
1、故障原因
①转子绕组有断路（一相断线）或电源一相失电；
②绕组引出线始末端接错或绕组内部接反；
③电源回路接点松动，接触电阻大；
④电动机负载过大或转子卡住；
⑤电源电压过低；
⑥小型电动机装配太紧或轴承内油脂过硬；
⑦轴承卡住。
2、故障排除
①查明断点予以修复；
②检查绕组极性；判断绕组末端是否正确；
③紧固松动的接线螺丝，用万用表判断各接头是否假接，予以修复；
④减载或查出并消除机械故障，
⑤检查是否把规定的面接法误接；是否由于电源导线过细使压降过大，予以纠正，
⑥重新装配使之灵活；更换合格油脂；
⑦修复轴承。
9轴承过热？
1、故障原因
①滑脂过多或过少；
②油质不好含有杂质；
③轴承与轴颈或端盖配合不当（过松或过紧）；
④轴承内孔偏心，与轴相擦；
⑤电动机端盖或轴承盖未装平；
⑥电动机与负载间联轴器未校正，或皮带过紧；
⑦轴承间隙过大或过小；
⑧电动机轴弯曲。
2．故障排除
①按规定加润滑脂（容积的1/3-2/3）；
②更换清洁的润滑滑脂；
③过松可用粘结剂修复，过紧应车，磨轴颈或端盖内孔，使之适合；
④修理轴承盖，消除擦点；更多精彩内容请关注微信号技成培训
⑤重新装配；
⑥重新校正，调整皮带张力；
⑦更换新轴承；
⑧校正电机轴或更换转子。10
电机过热甚至冒烟？
1、故障原因
①电源电压过高；
②电源电压过低，电动机又带额定负载运行，电流过大使绕组发热；
③修理拆除绕组时，采用热拆法不当，烧伤铁芯；
④电动机过载或频繁起动；
⑤电动机缺相，两相运行；
⑥重绕后定于绕组浸漆不充分；
⑦环境温度高电动机表面污垢多，或通风道堵塞。
2、故障排除
①降低电源电压（如调整供电变压器分接头）；
②提高电源电压或换粗供电导线；
③检修铁芯，排除故障；
④减载；按规定次数控制起动；
⑤恢复三相运行；
⑥采用二次浸漆及真空浸漆工艺；
⑦清洗电动机，改善环境温度，采用降温措施。
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文章来源：伺服与运动控制
1电机编码器报警
1、故障原因
①接线错误；
②电磁干扰；
③机械振动导致的编码器硬件损坏；
④现场环境导致的污染；
2、故障排除
①检查接线并排除错误；
②检查屏蔽是否到位，检查布线是否合理并解决，必要时增加滤波器加以改善；
③检查机械结构，并加以改进；
④检查编码器内部是否受到污染、腐蚀（粉尘、油污等），加强防护；
3、安装及接线标准
①尽量使用原装电缆；
②分离电缆使其尽量远离污染接线,特别是高污染接线；
③尽可能始终使用内部电源。如果使用开关电源,则应使用滤波器，确保电源达到洁净等级；
④始终将公共端接地；
⑤将编码器外壳与机器结构保持绝缘并连接到电缆屏蔽层；
⑥如果无法使编码器绝缘，则可将电缆屏蔽层连接到编码器外壳和驱动器框架上的接地 (或专用端子)。2
电机断轴
1、故障原因
①机械设计不合理导致径向负载力过大；
②负载端卡死或者严重的瞬间过载；
③电机和减速机装配时不同心；
2、故障排除
①核对电机样本中可承受的最大径向负载力，改进机械设计；
②检查负载端的运行情况，确认实际的工艺要求并加以改进；
③检查负载运行是否稳定，是否存在震动，并加以改进机械装配精度。
3电动机空载电流不平衡，三相相差大
1、故障原因
①绕组首尾端接错；
②电源电压不平衡；
③绕组存在匝间短路、线圈反接等故障。
2、故障排除
①检查并纠正；
②测量电源电压，设法消除不平衡；
③消除绕组故障。4电动机运行时响声不正常有异响
1、故障原因
①轴承磨损或油内有砂粒等异物；
②转子铁芯松动；
③轴承缺油；
④电源电压过高或不平衡。
2、故障排除
①更换轴承或清洗轴承；
②检修转子铁芯；
③加油；
④检查并调整电源电压5电动机起动困难，额定负载时，电动机转速低于额定转速较多
1、故障原因
①电源电压过低；
②面接法电机误接；
③转子开焊或断裂；
④转子局部线圈错接、接反；
③修复电机绕组时增加匝数过多；
⑤电机过载。
2、故障排除
①测量电源电压，设法改善；
②纠正接法；
③检查开焊和断点并修复；
④查出误接处予以改正；
⑤恢复正确匝数；
⑥减载。6通电后电动机不能转动，但无异响，也无异味和冒烟？
1、故障原因
①电源未通（至少两相未通）；
②熔丝熔断（至少两相熔断）；
③过流继电器调得过小；
④控制设备接线错误。
2、故障排除
①检查电源回路开关，熔丝、接线盒处是否有断点，修复；
②检查熔丝型号、熔断原因，换新熔丝；
③调节继电器整定值与电动机配合；
④改正接线。7
运行中电动机振动较大
1、故障原因
①由于磨损轴承间隙过大；
②气隙不均匀；
③转子不平衡；
④转轴弯曲；
⑤联轴器（皮带轮）同轴度过低。
2、故障排除
①检修轴承，必要时更换；
②调整气隙，使之均匀；
③校正转子动平衡；
④校直转轴；
⑤重新校正，使之符合规定。8通电后电机不转有嗡嗡声
1、故障原因
①转子绕组有断路（一相断线）或电源一相失电；
②绕组引出线始末端接错或绕组内部接反；
③电源回路接点松动，接触电阻大；
④电动机负载过大或转子卡住；
⑤电源电压过低；
⑥小型电动机装配太紧或轴承内油脂过硬；
⑦轴承卡住。
2、故障排除
①查明断点予以修复；
②检查绕组极性；判断绕组末端是否正确；
③紧固松动的接线螺丝，用万用表判断各接头是否假接，予以修复；
④减载或查出并消除机械故障，
⑤检查是否把规定的面接法误接；是否由于电源导线过细使压降过大，予以纠正，
⑥重新装配使之灵活；更换合格油脂；
⑦修复轴承。
9轴承过热？
1、故障原因
①滑脂过多或过少；
②油质不好含有杂质；
③轴承与轴颈或端盖配合不当（过松或过紧）；
④轴承内孔偏心，与轴相擦；
⑤电动机端盖或轴承盖未装平；
⑥电动机与负载间联轴器未校正，或皮带过紧；
⑦轴承间隙过大或过小；
⑧电动机轴弯曲。
2．故障排除
①按规定加润滑脂（容积的1/3-2/3）；
②更换清洁的润滑滑脂；
③过松可用粘结剂修复，过紧应车，磨轴颈或端盖内孔，使之适合；
④修理轴承盖，消除擦点；更多精彩内容请关注微信号技成培训
⑤重新装配；
⑥重新校正，调整皮带张力；
⑦更换新轴承；
⑧校正电机轴或更换转子。10
电机过热甚至冒烟？
1、故障原因
①电源电压过高；
②电源电压过低，电动机又带额定负载运行，电流过大使绕组发热；
③修理拆除绕组时，采用热拆法不当，烧伤铁芯；
④电动机过载或频繁起动；
⑤电动机缺相，两相运行；
⑥重绕后定于绕组浸漆不充分；
⑦环境温度高电动机表面污垢多，或通风道堵塞。
2、故障排除
①降低电源电压（如调整供电变压器分接头）；
②提高电源电压或换粗供电导线；
③检修铁芯，排除故障；
④减载；按规定次数控制起动；
⑤恢复三相运行；
⑥采用二次浸漆及真空浸漆工艺；
⑦清洗电动机，改善环境温度，采用降温措施。
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