博士力士樂伺服HAS01.1-150-NNN-MN

HAS01.1-150-NNN-MN德國力士樂伺服是上海韋米機電設備有限公司的【重點優勢產品】之一,我們有著專業的銷售團隊，一流的技術服務，如果您有什么需求或建議請聯系我們：021-61116911 18116130216 傳真：021-51334670 QQ1572831683 聯系人：何女士

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R911308416 HCS03.1E-W0070-A-05-NNNV伺服驅動技術作為數控機床、工業機器人及其它產業機械控制的關鍵技術之一，在國內外普遍受到關注。在20世紀最后10年間，微處理器(特別是數字信號處理器——DSP)技術、電力電子技術、網絡技術、控制技術的發展為伺服驅動技術的進一步發展奠定了良好的基礎。如果說20世紀80年代是交流伺服驅動技術取代直流伺服驅動技術的話，那么，20世紀90年代則是伺服驅動系統實現全數字化、智能化、網絡化的10年。這一點在一些工業發達國家尤為明顯。
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3.1 AC伺服系統
電氣伺服技術應用最廣，主要原因是控制方便，靈活，容易獲得驅動能源，沒有公害污染，維護也比較容易。特別是隨著電子技術和計算機軟件技術的發展，它為電氣伺服技術的發展提供了廣闊的前景。
早在70年代，小慣量的伺服直流電動機已經實用化了。到了70年代末期交流伺服系統開始發展，逐步實用化，AC伺服電動機的應用越來越廣，并且還有取代DC伺服系統的趨勢成為電氣伺服系統的主流。永磁轉子的同步伺服電動機由于永磁材料不斷提高，價格不斷下降，控制又比異步電機簡單，容易實現高性能的緣故，所以永磁同步電機的AC伺服系統應用更為廣泛。
在交流同步伺服驅動系統中，普通應用的交流永磁同步伺服電動機有兩大類。
一類稱為無刷直流電動機，它要求將方波電流直入定子繞組（BLDCM）
另一類稱為三相永磁同步電動機，它要求輸入定子繞組的電源仍然是三相正弦波形。（PM·SM）
無刷直流電動機（BLDCM），用裝有永磁體的轉子取代有刷直流電動機的定子磁極，將原直流電動機的電樞變為定子。有刷直流電動機是依靠機械換向器將直流電流轉換為近似梯形波的交流電流供給電樞繞組，而無刷直流電動機（BLDCM）是將方波電流（實際上也是梯形波）直接輸入定子。將有刷直流電動機的定子和轉子顛倒一下，并采用永磁轉子，就可以省去機械換向器和電刷，由此得名無刷直流電動機。BLDCM定子每相感應電動勢為梯形波，為了產生恒定的電磁轉矩，要求功率逆變器向BLDCM定子輸入三相對稱方波電流，而SPWM、PM、SM定子每相感應電動勢為近似正弦波，需要向SPWM、PM、SM定子輸入三相對稱正弦波電流。
永磁同步電機的磁場來自電動機的轉子上的永久磁鐵，永久磁鐵的特性在很大程度上決定了電機的特性，采用的永磁材料主要有鐵淦氧，鋁鎳鈷，釹鐵硼以及SmCO5 Sm2CO17.
在轉子上安裝永磁鐵的方式有兩種。一種是將成形永久磁鐵裝在轉子表面，即所謂外裝式；另一種是將形成永久磁鐵埋入轉子里面，即所謂內裝式。永久磁鐵的形狀可分為扇形和矩形兩種。
根據確定的轉子結構所對應的每相勵磁磁動勢的分布不同，三相永磁同步電動機可分為兩種類型：正弦波型和方波型永磁同步電機，前者每相勵磁磁動勢分布是正弦波狀，后者每相勵磁磁動勢分布呈方波狀，根據子路結構和永磁體形狀的不同而不同。對于徑向勵磁結構，永磁體直接面向均勻氣隙，如果采用系統永磁材料，由于稀土永磁的取向性好，可以方便的獲得具有較好方波形狀的氣隙磁場。對于采用非均勻氣隙或非均勻磁化方向長度的永磁體的徑向勵磁結構，氣隙磁場波形可以實現正弦分布。
綜上所述兩類永磁AC同步伺服電動機的差異歸納如下：：
控制原理相似，給定指令信號加到AC伺服系統的輸入端，電動機軸上位置反饋信號與給定位置相比較，根據比較結果控制伺服的運動，直至達到所要求的位置為止。PM、SM和BLDCM二類伺服系統構成的基本思路是一致的。
兩種永磁無刷電動機比較而言，方波無刷直流電動機具有控制簡單、成本低、檢測裝置簡單、系統實現起來相對容易等優點。但是方波無刷直流電動機原理上存在固有缺陷，因電樞中電流和電樞磁勢移動的不連續性而存在電磁脈動，而這種脈動在高速運轉時產生噪聲，在中低速又是平穩的力矩驅動的主要障礙。轉矩脈動又使得電機速度控制特性惡化，從而限制了由其構成的方波無刷直流電動機伺服系統在高精度、高性能要求的伺服驅動場合下的應用（尤其是在低速直接驅動場合）。因此，對于一般性能的電伺服驅動控制系統，選用方波無刷直流電動機及相應的控制方式。而PM、SM伺服系統要求定子輸入三相正弦波電流，可以獲得更好的平穩性，具有更優越的低速伺服性能。因而廣泛用于數控機床，工業機器人等高性能高精度的伺服驅動系統中。
3.2 伺服系統的發展過程
伺服系統的發展經歷了由液壓到電氣的過程，電氣伺服系統根據所驅動電機類型分為直流（DC）伺服系統和交流（AC）伺服系統。交流伺服系統按其采用的驅動電機類型又可分為永磁同步（SM型）電動機交流伺服系統和感應式異步（IM型）電動機交流伺服系統。
由于直流伺服電動機存在電機結構復雜，維修工作量大例如電機的電刷、換向器等則成為直流伺服驅動技術發展的瓶頸。隨著微處理技術、大功率電力電子技術的成熟和交流永磁電機材料的發展和應用，電機效率的提高和制造成本的降低，交流伺服系統得到長足發展并將逐步取代直流伺服系統。
1990年以前，由于技術、成本等原因，國內伺服電機以直流無槽、直流永磁有刷電機和步進電機為主，而且主要集中在機床和國防軍工行業。1990年以后，進口永磁交流伺服電機系統逐步進入中國，此期間得益于稀土永磁材料的發展、電力電子及微電子技術日新月異的進步，交流伺服電機的驅動技術也很快從模擬式過渡到全數字式。由于交流伺服電機的驅動裝置采用了先進全數字式驅動控制技術，硬件結構簡單，參數調整方便，產品生產的一致性可靠性增加，同時可集成復雜的電機控制算法和智能化控制功能，如增益自動調整、網絡通訊功能等，大大拓展了交流伺服電機的適用領域；另外隨著各行業，如機床、印刷設備、包裝設備、紡織設備、激光加工設備、機器人、自動化生產線等，對工藝精度、加工效率和工作可靠性等要求不斷提高，這些領域對交流伺服電機的需求將迅猛增長，交流伺服將逐步替代原有直流有刷伺服電機和步進電機。
正弦波交流伺服系統綜合了伺服電動機、角速度和角位移傳感器的最新成就，與采用新型電力電子器件、專用集成電路和專用控制算法的交流伺服驅動器相匹配，組成新型高性能機電一體化產品。使原有的直流伺服系統面臨淘汰的危機，成為當今世界伺服驅動的主流及發展方向。正弦波交流伺服廣泛使用于航空、航天、兵器、船舶、電子及核工業等領域，如自行火炮、衛星姿態控制、雷達驅動、機載吊艙定位系統、戰車火控及火力系統、水下滅雷機器人等。
3.3伺服電機的應用
松下交流伺服電機（AC Servo) A4系列
1. 快速使用
電機運轉必須的三根電纜：動力電纜；電機動力線，電機編碼器線。
控制線接口X5：
伺服使能必須接的引腳：DC24V電源（7,41） 伺服使能SRV-ON（29）
控制信號：位置控制-----（脈沖方向輸入3，4，5，6）
速度控制-----（模擬量輸入14，15 0到±10V）
扭矩控制------（模擬量輸入 14,15）
其他輔助控制功能：
10點輸入：①伺服使能②模式選擇③增益切換④報警清除。
6點輸出：①報警（ALM）②準備（S-RDY）③制動器釋放（BRK-OFF）④零速檢測（ZSP）⑤轉矩控制TLC。⑥定位完成或者速度到達
它比步進系統就多了一個編碼器反饋，構成了一個閉環系統，當然這個閉環僅僅是相對而言。伺服系統逐漸取代了步進系統，所以大家會逐漸熟悉。
4原因分析
編輯

三相交流伺服電動機應用廣泛，但通過長期運行后，會發生各種故障，及時判斷伺服電機故障原因[2] ，進行相應處理，是防止故障擴大，保證設備正常運行的一項重要的工作。
一、通電后電動機不能轉動，但無異響，也無異味和冒煙。
1.故障原因①電源未通（至少兩相未通）；②熔絲熔斷（至少兩相熔斷）；③過流繼電器調得過小；④控制設備接線錯誤。
2.故障排除①檢查電源回路開關，熔絲、接線盒處是否有斷點，修復；②檢查熔絲型號、熔斷原因，換新熔絲；③調節繼電器整定值與電動機配合；④改正接線。
二、通電后電動機不轉有嗡嗡聲
1.故障原因①轉子繞組有斷路（一相斷線）或電源一相失電；②繞組引出線始末端接錯或繞組內部接反；③電源回路接點松動，接觸電阻大；④電動機負載過大或轉子卡住；⑤電源電壓過低；⑥小型電動機裝配太緊或軸承內油脂過硬；⑦軸承卡住。
2.故障排除①查明斷點予以修復；②檢查繞組極性；判斷繞組末端是否正確；③緊固松動的接線螺絲，用萬用表判斷各接頭是否假接，予以修復；④減載或查出并消除機械故障，⑤檢查是否把規定的面接法誤接；是否由于電源導線過細使壓降過大，予以糾正，⑥重新裝配使之靈活；更換合格油
脂；⑦修復軸承。
三、電動機起動困難，額定負載時，電動機轉速低于額定轉速較多
1.故障原因①電源電壓過低；②面接法電機誤接；③轉子開焊或斷裂；④轉子局部線圈錯接、接反；③修復電機繞組時增加匝數過多；⑤電機過載。
2.故障排除①測量電源電壓，設法改善；②糾正接法；③檢查開焊和斷點并修復；④查出誤接處予以改正；⑤恢復正確匝數；⑥減載。
四、電動機空載電流不平衡，三相相差大
1.故障原因①繞組首尾端接錯；②電源電壓不平衡；③繞組存在匝間短路、線圈反接等故障。
2.故障排除①檢查并糾正；②測量電源電壓，設法消除不平衡；③消除繞組故障。
五、電動機運行時響聲不正常有異響
1.故障原因①軸承磨損或油內有砂粒等異物；②轉子鐵芯松動；③軸承缺油；④電源電壓過高或不平衡。
2.故障排除①更換軸承或清洗軸承；②檢修轉子鐵芯；③加油；④檢查并調整電源電壓。
六、運行中電動機振動較大
1.故障原因①由于磨損軸承間隙過大；②氣隙不均勻；③轉子不平衡；④轉軸彎曲；⑤聯軸器（皮帶輪）同軸度過低。
2.故障排除①檢修軸承，必要時更換；②調整氣隙，使之均勻；③校正轉子動平衡；④校直轉軸；⑤重新校正，使之符合規定。
七、軸承過熱
1.故障原因①滑脂過多或過少；②油質不好含有雜質；③軸承與軸頸或端蓋配合不當（過松或過緊）；④軸承內孔偏心，與軸相擦；⑤電動機端蓋或軸承蓋未裝平；⑥電動機與負載間聯軸器未校正，或皮帶過緊；⑦軸承間隙過大或過小；⑧電動機軸彎曲。
2.故障排除①按規定加潤滑脂（容積的1/3-2/3）；②更換清潔的潤滑滑脂；③過松可用粘結劑修復，過緊應車，磨軸頸或端蓋內孔，使之適合；④修理軸承蓋，消除擦點；⑤重新裝配；⑥重新校正，調整皮帶張力；⑦更換新軸承；⑧校正電機軸或更換轉子。
八、電動機過熱甚至冒煙
1.故障原因①電源電壓過高；②電源電壓過低，電動機又帶額定負載運行，電流過大使繞組發熱；③修理拆除繞組時，采用熱拆法不當，燒傷鐵芯；④電動機過載或頻繁起動；⑤電動機缺相，兩相運行；⑥重繞后定于繞組浸漆不充分；⑦環境溫度高電動機表面污垢多，或通風道堵塞；
2.故障排除①降低電源電壓（如調整供電變壓器分接頭）；②提高電源電壓或換粗供電導線；③檢修鐵芯，排除故障；④減載；按規定次數控制起動；⑤恢復三相運行；⑥采用二次浸漆及真空浸漆工藝；⑦清洗電動機，改善環境溫度，采用降溫措施
5發展趨勢
編輯

從伺服系統的三大部件：伺服電機、編碼器、驅動器的各自發展來看，交流伺服電機還會是主流。電機本身將向高性能、高功率密度的方向發展。在相同功率輸出的條件下，電機本身的體積將會越來越小。如1.5KW以下的小功率AC伺服電機的體積現已只有原先傳統的三相感應電機的1/10左右。這主要得益于電機制造技術本身的不斷提高。如：高性能的磁性材料的采用，定子分割法工藝的集中繞組高密度繞線的采用，定子疊片的粘結工藝的采用。磁路的不斷優化設計和熱解析技術的應用使得電機的冷卻性能也得到了不斷提高。[3]
與此同時，由于各種行業的特殊需求，伺服電機也會從通用的FA行業轉向差異化，定向設計的道路。如免維修、無塵、防爆、無轉矩脈動超高或超低額定轉速微小型化，電機內部直接裝有制動器、減速機、滾珠絲杠、聯軸節、轉矩溫度傳感器，編碼器甚至驅動控制器的 ALL IN ONE一體化的伺服功能部件。
事實上，在傳統的FA行業以外，特別是在家電、汽車電子、紡織、航空電子、機械等行業，各種直流無刷伺服電機已經得到了廣泛和大量的應用。傳統意義上的帶換向器的直流伺服電機正在被這種直流無刷的伺服電機所取代。尤其在微小功率的應用范圍，它有無可替代的低成本、小體積、高可靠性（通常無需光電編碼器反饋），可干電池供電等優越性。所以其實際使用數量將是非常可觀的。
對于反饋的編碼器部件來說，其發展主要還在于小型化、低成本、高分辨率、 高可靠性、網絡化、高響應、省接線、絕對值編碼等方向。從結構上來講，為了降低成本，日系的主流伺服電機所用編碼器都已從整體式變為分離式。為了提高分離式編碼器的可靠性，從安裝方式上作了改進，已溶入電機的后軸承支承座的一體化設計。由于正弦波內插技術的采用，分辨率得到了很大的提高，從早期的210已發展到224—228 /每轉。這對于提高伺服電機的低速控制的穩定性 減少低速脈動有很大幫助。但對于提高位置控制的精度沒有直接效果。當然也有采用類似于螺距補償一樣的軟件補償，可以提高單圈的物理分辨率，從而實際提高定位控制的精度。這在分度轉臺機器人控制的使用中，可得到有效作用。也正是由于內插接技術的應用，使得旋轉編碼器也將會在嚴酷環境中的高精度伺服控制中得到更廣泛的應用。已有224/每轉分辨率的旋轉編碼器在伺服電機上的使用情況。編碼器串行通訊省線制的方式，其通訊頻率還只能限于10M以下。隨著伺服控制的高分辨率、高精度、高響應的要求日益增強，編碼器通訊頻率的提高也將會是一個主要方向。
最后，對于伺服驅動控制器來說，其發展方向借助于IT產業技術的發展，將會有更令人耳目一新的感覺。看一下如今的手機照相機等，其豐富多彩的各種功能不難想象有很多功能都是可以借鑒和移植到伺服驅動控制器上來的。
已有國內的企業將WIFI的無線通訊技術用到了伺服控制的參數寫入 調整運行的監控等方面。USB的通訊技術觸摸屏顯示控制技術，現已經得到了應用。針對下一代的伺服驅動器的研發，已有不少企業正在考慮采用新一代手機所用的CPU和實時操作系統技術。大家都知道的傻瓜照相機技術，利用它外行人也能拍出很漂亮的照片。那么相信下一代的伺服驅動器一定也會帶有這種一鍵自整定的功能，伺服的應用會變得越來越普及。因為其調整調試非常方便。若客戶實在搞不定，就可以通過WIFI 讓生產廠家的售后服務人員遙控診斷并解決。

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