一、伺服電機(jī)的概述

伺服電機(jī)是指在伺服體系中操控機(jī)械元件工作的發(fā)動(dòng)機(jī)，是一種補(bǔ)助電機(jī)直接變速裝置。伺服電機(jī)可使操控速度，方位精度非常準(zhǔn)確，能夠?qū)㈦妷盒盘?hào)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)操控方針。伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號(hào)操控，并能快速反應(yīng)，在自動(dòng)操控體系中，用作履行元件，且具有機(jī)電時(shí)間常數(shù)小、線性度高、始動(dòng)電壓等特性，可把所收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和溝通伺服電動(dòng)機(jī)兩大類，其主要特點(diǎn)是，當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的添加而勻速下降。

二、伺服電機(jī)的工作原理

1、伺服體系是使物體的方位、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟從輸入方針的恣意變化的自動(dòng)操控體系。伺服主要靠脈沖來定位，基本上能夠這樣理解，伺服電機(jī)接收到1個(gè)脈沖，就會(huì)旋轉(zhuǎn)1個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的視點(diǎn)，然后完成位移，由于，伺服電機(jī)本身具有宣布脈沖的功用，所以伺服電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一個(gè)視點(diǎn)，都會(huì)宣布對(duì)應(yīng)數(shù)量的脈沖，這樣，和伺服電機(jī)承受的脈沖構(gòu)成了照應(yīng)，或者叫閉環(huán)，如此一來，體系就會(huì)知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機(jī)，一起又收了多少脈沖回來，這樣，就能夠很準(zhǔn)確的操控電機(jī)的滾動(dòng)，然后完成準(zhǔn)確的定位，能夠到達(dá)0.001mm。直流伺服電機(jī)分為有刷和無刷電機(jī)。有刷電機(jī)成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)略，發(fā)動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍寬，操控簡(jiǎn)單，需求保護(hù)，但保護(hù)不方便，產(chǎn)生電磁干擾，對(duì)環(huán)境有要求。因此它能夠用于對(duì)成本敏感的一般工業(yè)和民用場(chǎng)合。無刷電機(jī)體積小，重量輕，出力大，呼應(yīng)快，速度高，慣量小，滾動(dòng)滑潤(rùn)，力矩安穩(wěn)。操控雜亂，簡(jiǎn)單完成智能化，其電子換相方法靈活，能夠方波換相或正弦波換相。電機(jī)免保護(hù)，功率很高，運(yùn)轉(zhuǎn)溫度低，電磁輻射很小，長(zhǎng)壽命，可用于各種環(huán)境。

2、溝通伺服電機(jī)也是無刷電機(jī)，分為同步和異步電機(jī)，目前運(yùn)動(dòng)操控中一般都用同步電機(jī)，它的功率范圍大，能夠做到很大的功率。大慣量，滾動(dòng)速度低，且隨著功率增大而快速降低。因而適合做低速平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)的應(yīng)用。

3、伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動(dòng)器操控的U/V/W三相電構(gòu)成電磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子在此磁場(chǎng)的作用下滾動(dòng)，一起電機(jī)自帶的編碼器反應(yīng)信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器依據(jù)反應(yīng)值與方針值進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子滾動(dòng)的視點(diǎn)。伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度。溝通伺服電機(jī)和無刷直流伺服電機(jī)在功用上的區(qū)別：溝通伺服要好一些，由于是正弦波操控，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比較簡(jiǎn)略，廉價(jià)。

三、伺服電機(jī)的調(diào)試方法

1、初始化參數(shù)

在接線之前，先初始化參數(shù)。

在操控卡上：選好操控方法；將PID參數(shù)清零；讓操控卡上電時(shí)默認(rèn)使能信號(hào)封閉；將此狀態(tài)保存，保證操控卡再次上電時(shí)即為此狀態(tài)。

在伺服電機(jī)上：設(shè)置操控方法；設(shè)置使能由外部操控；編碼器信號(hào)輸出的齒輪比；設(shè)置操控信號(hào)與電機(jī)轉(zhuǎn)速的份額關(guān)系。一般來說，建議使伺服工作中的zui大規(guī)劃轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)9V的操控電壓。比方，UIMOTION是設(shè)置1V電壓對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，出廠值為500，假如你只預(yù)備讓電機(jī)在1000轉(zhuǎn)以下工作，那么，將這個(gè)參數(shù)設(shè)置為111。

2、接線

將操控卡斷電，銜接操控卡與伺服之間的信號(hào)線。以下的線是必需要接的：操控卡的模擬量輸出線、使能信號(hào)線、伺服輸出的編碼器信號(hào)線。復(fù)查接線沒有過錯(cuò)后，電機(jī)和操控卡上電。此時(shí)電機(jī)應(yīng)該不動(dòng)，而且能夠用外力輕松滾動(dòng)，假如不是這樣，查看使能信號(hào)的設(shè)置與接線。用外力滾動(dòng)電機(jī)，查看操控卡是否能夠正確檢測(cè)到電機(jī)方位的變化，不然查看編碼器信號(hào)的接線和設(shè)置

3、試方向

關(guān)于一個(gè)閉環(huán)操控體系，假如反應(yīng)信號(hào)的方向不正確，后果肯定是災(zāi)難性的。通過操控卡翻開伺服的使能信號(hào)。這是伺服應(yīng)該以一個(gè)較低的速度滾動(dòng)，這就是傳說中的零漂。一般操控卡上都會(huì)有按捺零漂的指令或參數(shù)。運(yùn)用這個(gè)指令或參數(shù)，看電機(jī)的轉(zhuǎn)速和方向是否能夠通過這個(gè)指令操控。假如不能操控，查看模擬量接線及操控方法的參數(shù)設(shè)置。確認(rèn)給出正數(shù)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，編碼器計(jì)數(shù)添加；給出負(fù)數(shù)，電機(jī)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，編碼器計(jì)數(shù)減小。假如電機(jī)帶有負(fù)載，行程有限，不要采用這種方法。測(cè)驗(yàn)不要給過大的電壓，建議在1V以下。假如方向不一致，能夠修改操控卡或電機(jī)上的參數(shù)，使其一致。

4、按捺零漂

在閉環(huán)操控過程中，零漂的存在會(huì)對(duì)操控作用有必定的影響，將其按捺住。運(yùn)用操控卡或伺服上按捺零飄的參數(shù)，仔細(xì)調(diào)整，使電機(jī)的轉(zhuǎn)速趨近于零。由于零漂本身也有必定的隨機(jī)性，所以，不用要求電機(jī)轉(zhuǎn)速肯定為零。

5、建立閉環(huán)操控

再次通過操控卡將伺服使能信號(hào)放開，在操控卡上輸入一個(gè)較小的份額增益，至于多大算較小，這只能憑感覺了，假如真實(shí)不放心，就輸入操控卡能允許的zui小值。將操控卡和伺服的使能信號(hào)翻開。這時(shí)，電機(jī)應(yīng)該已經(jīng)能夠按照運(yùn)動(dòng)指令大致做出動(dòng)作了。

6、調(diào)整閉環(huán)參數(shù)

細(xì)調(diào)操控參數(shù)，保證電機(jī)按照操控卡的指令運(yùn)動(dòng)，這是必需要做的工作，而這部分工作，更多的是經(jīng)驗(yàn)，這里只能從略了。