智能伺服驱动器的发展

中国是世界上稀土永磁材料矿藏的***。随着我国稀土永磁材料的发展及电力电子及微电子技术日新月异的进步，交流伺服电机的驱动技术也很快从模拟式过渡到全数字控制式。 由于交流伺服电机的驱动装置采用了***全数字式驱动控制技术，硬件结构简单，参数调整方便，产品生产的一致性、可靠性会非常好，同时可集成复杂的电机控制算法和智能化控制功能，如增益自动调整、网络通讯功能等，大大拓展了交流伺服电机的适用领域。

随着各行业，如印刷设备、数控机床、包装设备、纺织设备、激光加工设备、机器人、自动化生产线等 ，对工艺精度、加工效率和工作可靠性等要求不断提高，这些领域对交流伺服电机的需求将迅猛增长，交流伺服将逐步替代原有直流有刷伺服电机和步进电机。

据调查数据显示，2009年，有近60%的原用直流伺服和步进电机的客户准备更换永磁交流伺服系统，功率在3kW以内，其中有90%为1000W以下的伺服电机。

智能伺服电机是将伺服电机(可以是步进电机、交流伺服电机、直流无刷伺服电机、直流伺服电机或者直线电机)、伺服电机驱动器、PLC和运动控制卡的所有功能都集成在一个电机内部。 因为这种电机将运动控制的功能都集成在了一个电机本体内，所以驱动器、运动控制卡的所有功能都是针对电机做的的参数配置，松下伺服电机参数，所以可以把电机的性能发挥到。

智能电机的控制可以通过RS-232总线进行点对点通信方式控制，也可以通过CAN总线(支持CAN2.0和 CANOpen通信协议)实现多达255个轴的联动、当然也可以通过传统的外部给定脉冲方向或者模拟量控制，系统高可靠稳定性将大大节约用户设计机器的时间。

松下伺服电机驱动器的共振***功能

服驱动器与变频器原理相似，进行伺服控制系统时要连接输入电抗器，滤波器。而输出电抗器不是必需的伺服驱动器对具体哪一种伺服系统的接地、防干扰措施都进行了具体详细的说明。输入电抗器，滤波器它系统中的作用，都是为了防止电磁干扰、尖峰波电源对系统造成影响，并且又要防止伺服驱动器系统对工频电网的冲击，维护电网的平安性与稳定性。

　　伺服驱动器的控制精度由驱动器轴后端的旋转编码器保证，松下伺服电机报警，对于带标准2000线编码器的驱动器而言，由于驱动器内部采用了四倍频技术，其脉冲当量为360°/8000=0.045°。对于带17位编码器的驱动器而言，松下伺服电机，驱动器每接收131072个脉冲驱动器转一圈，步距角为1.8°的伺服驱动器的脉冲当量的1/655伺服驱动器作为一种开环控制的系统，和现代数字控制技术有着实质的联系。目前国内的数字控制系统中，伺服驱动器的应用十分广泛。

　　伺服驱动器系统具有共振***功能，可涵盖机械的刚性缺乏，并且系统内部具有频率解析机能(FFT可检测出机械的共振点，松下电机伺服，便于系统调整。伺服驱动器的控制为开环控制，启动频率过高或负载过大易呈现丢步或堵转的现象，停止时转速过高易出现过冲的现象，所以为保证其控制精度，应处理好升、降速问题。

　　为了使伺服驱动器具有较宽的调速范围、线性的机械特性，无“自转”现象和快速响应的性能，与普通电动机相比，应具有转子电阻大和转动惯量小这两个特点。目前应用较多的转子结构有两种形式：一种是采用高电阻率的导电资料做成的高电阻率导条的鼠笼转子，为了减小转子的转动惯量，转子做得细长。另一种是采用铝合金制成的空心杯形转子，杯壁很薄，仅0.2-0.3mm。为了减小磁路的磁阻，要在空心杯形转子内放置固定的内定子。

1、提升扭矩力输出

前面说了，在旋转运动中，机械旋转传动机构将较高的电机速度转换为负载可用的较低的转速，而我们知道，功率是转速和扭矩的乘积

P＝M＊β

P：功率、M：扭矩、β：角速度转速

根据能量守恒的原理，既然传动机构按照传动减速比降低了旋转输出速度，那么也同时按照这样的比例提升了旋转输出的扭矩。

2、减轻系统惯量，匹配惯量比

从负载侧向电机侧看，机械传动机构将电机输出速度按比例降低、同时将输出扭矩按比例提升；而从电机侧向负载侧看，负载惯量在从被驱动侧向驱动侧传递时，其传递惯量是和过渡传动比成反比例平方关系的，也就是和速比的平方成反比，也就是说，通过机械传动机构，松下伺服电机，负载的转动惯量按照速比的平方比例被极大的转换降低了。

三、优化设备性价比

在对传动结构没有大的改动的情况下，通过调整传动链中部件之间的减速比，降低负载侧（被驱动侧）的传递惯量，减小了系统负载；同时，通过机械传动减速机构，又是可以帮助降低电机侧扭矩需求的，而我们前文书有提过，电机的扭矩又是和其电流成正比的，因此，通过调整减速比，除了可以降低对电机扭矩的需求，同时可以帮助降低对驱动器电流的需求，同时与之匹配的一系列配电组件都可以得到一定程度的优化（比如电缆、开关、滤波器、变压器......）。因此，松下伺服电机接线，其实机械传动机构是可以帮助优化运控设备总体成本的。

通过传动机构，系统惯量得以降低，这一方面进一步降低了对伺服电机动力源扭矩输出的要求，同时，负载惯量比也极大降低，这对于运控系统动态响应和性能的提升有着非常重要的意义。而无论是优化设备成本还是提升设备性能，正像文中反复提到的，这里面起到关键作用的就是机械传动机构的减速比。

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