伺服电机基础PPT演示文稿
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伺服电动机PPT课件
2）磁场控制：通过改变励磁电压大小和方向来改变直 流伺服电动机的转速和转向。（信号加在励磁绕组两端）
采用电枢控制时，其机械特性方程为：
n=
Uc Ce
Ra CeCt 2
T
励磁绕组接与恒压直流电 源Uf上，流过恒定励磁电 流If，产生恒定磁通Φ，将 控制电压Uc加在电枢绕组 上来控制电枢电流Ic，进 而控制电磁转矩T杯型转子
2.工作原理
工作时，在励磁绕组上加单相交流
电Uf，在控制绕组上加控制信号电压 Uc，二者同频率，由于电流If和Ic在相 位上相差90°，它们产生的磁通Φf和 Φc在相位上也相差90°，于是在空间 产生一个两相旋转磁场。此时交流伺
服电动机的转子向某一个方向旋转。
当控制信号电压为零时，如果转子是
“伺服”的含义 Servomechanism “伺服”—词源于希腊语“奴隶”的意思。
伺服电机（servo motor ）又称执行电动机，在自动控 制系统中，它的转矩和转速受信号电压控制。当信号电压 的大小和相位发生变化时，电动机的转速和转动方向将非 常灵敏和准确地跟着变化。当信号消失时，转子能及时地 停转。
(2)转子的惯性小，即能实现迅速起动、停转。 (3)控制功率小，过载能力强，可靠性好。 (4)无“自转”现象，伺服电动机在控制电压消失后，应 立即停转；
伺服电动机典型生产厂家 德国西门子，产品外形有：
伺服电机
伺服电机驱动器
日本松下及安川，产品外形有：
松下交流伺服电机及驱动器
安川伺服电机驱动器
驱动器
复习
1．熟悉交流伺服电动机的结构、原理和特点。 2. 熟悉直流伺服电动机的结构、原理和特点。 3．掌握伺服电动机的维护方法。 4．了解伺服驱动器。
采用电枢控制时，其机械特性方程为：
n=
Uc Ce
Ra CeCt 2
T
励磁绕组接与恒压直流电 源Uf上，流过恒定励磁电 流If，产生恒定磁通Φ，将 控制电压Uc加在电枢绕组 上来控制电枢电流Ic，进 而控制电磁转矩T杯型转子
2.工作原理
工作时，在励磁绕组上加单相交流
电Uf，在控制绕组上加控制信号电压 Uc，二者同频率，由于电流If和Ic在相 位上相差90°，它们产生的磁通Φf和 Φc在相位上也相差90°，于是在空间 产生一个两相旋转磁场。此时交流伺
服电动机的转子向某一个方向旋转。
当控制信号电压为零时，如果转子是
“伺服”的含义 Servomechanism “伺服”—词源于希腊语“奴隶”的意思。
伺服电机（servo motor ）又称执行电动机，在自动控 制系统中，它的转矩和转速受信号电压控制。当信号电压 的大小和相位发生变化时，电动机的转速和转动方向将非 常灵敏和准确地跟着变化。当信号消失时，转子能及时地 停转。
(2)转子的惯性小，即能实现迅速起动、停转。 (3)控制功率小，过载能力强，可靠性好。 (4)无“自转”现象，伺服电动机在控制电压消失后，应 立即停转；
伺服电动机典型生产厂家 德国西门子，产品外形有：
伺服电机
伺服电机驱动器
日本松下及安川，产品外形有：
松下交流伺服电机及驱动器
安川伺服电机驱动器
驱动器
复习
1．熟悉交流伺服电动机的结构、原理和特点。 2. 熟悉直流伺服电动机的结构、原理和特点。 3．掌握伺服电动机的维护方法。 4．了解伺服驱动器。
伺服电机教学PPT教学PPT学习教案
第21页/共42页
伺服电动机—4.交流永磁伺服系统
交流永磁伺服系统的矢量控制
◎与系统中的电机相对应，永磁交流伺服系统可分为永磁方波交流伺服 系统和永磁正弦波交流伺服系统。 ◎作为伺服电动机，系统要求电机的电磁转矩与输入转矩指令信号必须 是线性关系，通过矢量控制可以得到交流永磁电机的这种线性关系数学 模型。 1）向量（矢量）控制实际上是对电动机定子电流向量相位和幅值的控制 。可采用的控制方法有多种，其中Id=0的控制最为简单，且调速性能好。 2）当永磁体的励磁磁链和直、交轴电感确定后，电机的转矩就取决于定 子电流的空间向量Is,而Is的大小和相位又取决于Id和iq，也就是说控制Id和 iq便可以控制电动机的转矩。一定的转速和转矩对应于一定的I'd和I'q，通 过这两个电流的控制，使实际的Id和iq跟踪指令值I'd和I'q ，便实现了电动 机的转矩和转速控制。
第11页/共42页
伺服电动机—3.交流异步伺服电动机
控制方式
2）相位控制：保 持控制电压的幅值 不变，通过调节控 制电压的相位，即 改变控制电压相对 励磁电压的相位角 ，实现对电机的控 制。
第12页/共42页
伺服电动机—3.交流异步伺服电动机
控制方式
3）幅值-相位控制（或称电 容控制）：将励磁绕组串联 电容C后，接到励磁电源上 ，调节控制电压的幅值来改 变电动机的转速时，由于转 子绕组的耦合作用，励磁回 路中的电流If也发生变化， 使Uf及Uca也随之改变。也 就是说，控制电压Uc和Uf 的大小及它们之间的相位角 也都跟着改变。是一种较常 用的控制方式。
伺服电动机—3.交流异步伺服电动机
机械特性和调节特性
信号系数α=Uc/Uf=Uc/U1；从图中看出，幅值控制时异步伺服电动机的 机械特性是一组曲线。只有当有效信号系数αe=1,即圆形旋转磁场时，异 步伺服电动机的理想空载转速才是同步转速。当有效信号系数αe≠1，即 椭圆形旋转磁场时，电机的理想空载转速将低于同步转速。
伺服电动机—4.交流永磁伺服系统
交流永磁伺服系统的矢量控制
◎与系统中的电机相对应，永磁交流伺服系统可分为永磁方波交流伺服 系统和永磁正弦波交流伺服系统。 ◎作为伺服电动机，系统要求电机的电磁转矩与输入转矩指令信号必须 是线性关系，通过矢量控制可以得到交流永磁电机的这种线性关系数学 模型。 1）向量（矢量）控制实际上是对电动机定子电流向量相位和幅值的控制 。可采用的控制方法有多种，其中Id=0的控制最为简单，且调速性能好。 2）当永磁体的励磁磁链和直、交轴电感确定后，电机的转矩就取决于定 子电流的空间向量Is,而Is的大小和相位又取决于Id和iq，也就是说控制Id和 iq便可以控制电动机的转矩。一定的转速和转矩对应于一定的I'd和I'q，通 过这两个电流的控制，使实际的Id和iq跟踪指令值I'd和I'q ，便实现了电动 机的转矩和转速控制。
第11页/共42页
伺服电动机—3.交流异步伺服电动机
控制方式
2）相位控制：保 持控制电压的幅值 不变，通过调节控 制电压的相位，即 改变控制电压相对 励磁电压的相位角 ，实现对电机的控 制。
第12页/共42页
伺服电动机—3.交流异步伺服电动机
控制方式
3）幅值-相位控制（或称电 容控制）：将励磁绕组串联 电容C后，接到励磁电源上 ，调节控制电压的幅值来改 变电动机的转速时，由于转 子绕组的耦合作用，励磁回 路中的电流If也发生变化， 使Uf及Uca也随之改变。也 就是说，控制电压Uc和Uf 的大小及它们之间的相位角 也都跟着改变。是一种较常 用的控制方式。
伺服电动机—3.交流异步伺服电动机
机械特性和调节特性
信号系数α=Uc/Uf=Uc/U1；从图中看出，幅值控制时异步伺服电动机的 机械特性是一组曲线。只有当有效信号系数αe=1,即圆形旋转磁场时，异 步伺服电动机的理想空载转速才是同步转速。当有效信号系数αe≠1，即 椭圆形旋转磁场时，电机的理想空载转速将低于同步转速。
伺服电机与伺服控制系统原理全演示文稿
控制电路简单，不需附加关断电路，开关特性好。 广泛应 用中、小功率直流伺服系统。
U
脉宽
脉宽
脉宽
脉宽
周期不变 周期不变
平均直流电压
ωt
第38页，共47页。
7.3 直流伺服电机及其速度控制
U
Ia +
U T Ton
主要内容
Ea
t
VD
Ua
M
Ea
Ia
t
-
直流电机电压的平均值:
T—脉冲周期，
t
UaT 1 0TEaTTonEa
控制 回路
电流环：电流调节，作用：系统快速性、稳定性改善。
触发脉冲发生器：产生移相脉冲，使可控硅触发角前移或 后移。
主回路：可控硅整流放大器：整流、放大、驱动，使电机转动。
第33页，共47页。
7.3 直流伺服电机及其速度控制
主回路由大功率晶闸管构成的三相全控桥式反并接可逆电路，分 成二大部分（ Ⅰ和 Ⅱ ），每部分内按三相桥式连接，二组反并 接，分别实现正转 和反转。
i ——电枢电流
a
i f ——励磁电流
R a ——电枢电路的电阻
R f ——励磁回路的电阻
L a ——电枢回路的自感系数
L f ——励磁回路的自感系数
——电动机的机械角速度
第16页，共47页。
2. 机械系统的转矩平衡方程
Te
T2
T0
J
d
dt
T e ——电磁转矩 T 2 ——负载转矩
T 0 ——空载损耗转矩
与晶闸管调速系统比较，速度调节器和电流调节
器原理一样。不同的是脉宽调制器和功率放大器。
第41页，共47页。
7.3 直流伺服电机及其速度控制 脉宽调制器
U
脉宽
脉宽
脉宽
脉宽
周期不变 周期不变
平均直流电压
ωt
第38页，共47页。
7.3 直流伺服电机及其速度控制
U
Ia +
U T Ton
主要内容
Ea
t
VD
Ua
M
Ea
Ia
t
-
直流电机电压的平均值:
T—脉冲周期，
t
UaT 1 0TEaTTonEa
控制 回路
电流环：电流调节，作用：系统快速性、稳定性改善。
触发脉冲发生器：产生移相脉冲，使可控硅触发角前移或 后移。
主回路：可控硅整流放大器：整流、放大、驱动，使电机转动。
第33页，共47页。
7.3 直流伺服电机及其速度控制
主回路由大功率晶闸管构成的三相全控桥式反并接可逆电路，分 成二大部分（ Ⅰ和 Ⅱ ），每部分内按三相桥式连接，二组反并 接，分别实现正转 和反转。
i ——电枢电流
a
i f ——励磁电流
R a ——电枢电路的电阻
R f ——励磁回路的电阻
L a ——电枢回路的自感系数
L f ——励磁回路的自感系数
——电动机的机械角速度
第16页，共47页。
2. 机械系统的转矩平衡方程
Te
T2
T0
J
d
dt
T e ——电磁转矩 T 2 ——负载转矩
T 0 ——空载损耗转矩
与晶闸管调速系统比较，速度调节器和电流调节
器原理一样。不同的是脉宽调制器和功率放大器。
第41页，共47页。
7.3 直流伺服电机及其速度控制 脉宽调制器
《伺服电机精讲》课件
添加标题
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按照功率分类：大功率伺服电机、 小功率伺服电机
按照用途分类：通用伺服电机、 专用伺服电机
应用领域概述
工业自动化：用 于控制机械设备
的运动和位置
机器人技术：用 于控制机器人的
运动和位置
数控机床：用于 控制机床的加工
精度和速度
医疗设备：用于 控制医疗设备的
运动和位置
航空航天：用于 控制航天器的运
06
伺服电机的未来发展
伺服电机的发展趋势
智能化：通过人工智能技术实现伺服电机的自动控制和优化 节能化：提高伺服电机的能效比，降低能耗 微型化：减小伺服电机的体积和重量，提高其便携性和灵活性 集成化：将伺服电机与其他设备集成，提高系统的整体性能和可靠性
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
伺服电机的新技术发展
智能化：通过人 工智能技术实现 伺服电机的自动 控制和优化
转速范围：确定电机的转速范围，如低速、 中速、高速等
控制方式：确定电机的控制方式，如开环、 闭环、半闭环等
精度要求：确定电机的精度要求，如位置、 速度、力矩等
环境条件：考虑电机的工作环境，如温度、 湿度、振动等
成本预算：考虑电机的成本预算，选择合 适的品牌和型号
伺服电机的安装与调试
安装步骤：检查电机、安装底座、固定螺丝、连接电缆等 调试步骤：检查电机、设置参数、测试运行、调整参数等 注意事项：确保电机安装牢固、电缆连接正确、参数设置合理等 常见问题：电机无法启动、运行不稳定、噪音过大等及解决方法
伺服电机的维护与保养
清洁保养：定期清洁电机， 保持清洁，避免灰尘、油污 等影响电机性能
定期检查：检查电机的运行 状态，如温度、振动、噪音 等
伺服电动机PPT课件
23
伺服电动机
怎样消除“自转”现象？
.
24
伺服电动机
当控制电压UC=0，只有励磁电压Uf时， 在单个绕组中通入交流电流产生的单相脉 动磁场可分为两个大小相等、方向相反的 旋转磁场，正向旋转磁场对转子产生拖动 转矩T+，反向旋转磁场对转子产生制动转 矩T－。当增大转子电阻，使sm≥1时，其合 成转矩T在电动机工作状态时成为负值，即 当控制电压消失后，处于单相运行的电动 机由于电磁转矩为制动性质。当电动机正 转时失去控制电压，产生的总转矩T为负 （0＜s＜ 1）；而反转时失去控制电压，
变，能在宽广的范围内连续调节。
(2)转子的惯性小，即能实现迅速起动、停转。
(3)控制功率小，过载能力强，可靠性好。
(4)无“自转”现象，伺服电动机在控制电压消失后，
应立即停转；
.
8
伺服电动机
伺服电动机典型生产厂家 德国西门子，产品外形有：
伺服电机
伺服电机驱动器
.
9
伺服电动机
日本松下及安川，产品外形有：
控制电机主要用于自动控制系统和计算装置中，着重于特 性的精度和对控制信号的快速响应等。
普通电机主要用于电力拖动系统中，用来完成机电能量的 转换，着重于启动和运转状态能力指标的要求。
.
3
伺服电动机
控制电机的特点
1.控制电机在自动控制系统和计算装置中作为执行元件、 检测元件和解算元件。
2.控制电机的输出功率较小，一般从数百豪瓦到数百瓦。
控制电机的应用
控制电机在现代工业自动控制系统、现代科学技术和军事 装备中是必不可少的重要设备。如在数控机床、火炮和雷达的 自动定位、飞机的自动驾驶以及医疗等方面都有广泛的应用。
伺服基础培训资料PPT课件
1000RPM）
达1~2万转/分
主要是位置控制 多样化智能化的控制方式 位置/转速/转矩方式
低速时有振动（但用细分型驱动器则可明显 好，运行平滑
改善）
一般较低，细分型驱动时较高
高（具体要看反馈装置的分辨率）
高速时，力矩下降快
力矩特性好，特性较硬
过载时会失步
可3~10倍过载（短时）
大多数为开环控制，也可接编码器，防止失 闭环方式，编码器反馈
駆動 （伺服马达）
感应器数据 (位置,状態）
負荷 （球等）
9
什么叫「伺服放大器」
把供给为了以如指示的旋转角和转速让伺服机制马达 旋转的电力 （电压、电流）的装置称为伺服系统增幅 容器或伺服系统放大器（Amplifier ），简称为「伺服 系统放大器」
伺服放大器的构成伺服放大器的构成
位置
速度
電流
电流 変換
CHENLI
4
1.3 什么叫伺服系统？
生活中自动控制的例子
人根据杯子的水量、无意识地思考需要时间。
水量（少、一半、7成程度、 全满）
开关的关闭
需要时间（需要点時間；快点；慢慢地）
这个时候的人行动 扭开关 监视水龙头的水流 调节开关的大小 监视杯子里的水流 当目标水量接近时 关闭开关
水 道
目標水量
CHENLI
21
• 伺服系统之应用 o 包装印刷行业的应用 • 同步控制能力，张力控制，网络化能力等； • 横切功能：飞剪、追剪等； • 电子凸轮功能 • 无轴（电子轴）传动技术，主要技术供应商为德国的博 世力士乐、伦茨、日本的住友和奥地利的贝加莱，国内 鲜有公司具备此能力，仅北人和松德在做无轴传动的研 究开发。
1过载倍数2电流采样精度11特性步进电机系统伺服电机系统力矩范围中小力矩一般在20nm以下小中大全范围速度范围低一般在2000rpm以下大力矩电机小于1000rpm高可达6000rpm直流伺服电机更可控制方式主要是位置控制多样化智能化的控制方式位置转速转矩方式平滑性低速时有振动但用细分型驱动器则可明显改善好运行平滑精度一般较低细分型驱动时较高高具体要看反馈装置的分辨率矩频特性高速时力矩下降快力矩特性好特性较硬过载特性过载时会失步可310倍过载短时反馈方式大多数为开环控制也可接编码器防止失闭环方式编码器反馈编码器类型光电型旋转编码器增量型绝对值型光电型旋转编码器旋转变压器型响应速度一般运行温度高一般维护性基本可以免维护较好价格较高1213116116位置位置控制控制通过对移动量马达旋转数的控制而达到任意目标的位置
伺服电机及其控制原理-PPT
开环伺服控制回路
位置控制 控制器 （ＮＣ装置）
步进 驱动器
步进马达
指令脉冲
脉冲马达
１脉冲 ＝ １步进角
例 步进角 ０.３６°的情况 １脉冲 → ０.３６°的动作
１０００脉冲 → ３６０°（１圈）
开环伺服控制回路
位置控制 控制器 （ＮＣ装置）
步进 驱动器
步进马达
位置 ＝ 脉冲数 速度 ＝ 脉冲频率
42
问题8：伺服电机过热（电机烧毁）。
原因：1、负载惯性（负荷）太大，增大电机和控制器 的容量；2、设备（机械）松动、脱落，重新确认设备 （机械）各部件；3、与驱动器接线错误，确认电机和 控制器名牌，根据说明书检查是否接线错误。4、电机 轴承故障。5、电机故障（接地、缺相等）
43
3.1 伺服控制器概述
伺服驱动器（servo drives） 又称为“伺服控制器”、“伺服放大器”，是 用来控制伺服电机的一种控制器，其作用类似 于变频器作用于普通交流马达，属于伺服系统 的一部分，主要应用于高精度的定位系统。
44
伺服控制器的作用
1、按照定位指令装置输出的脉冲串，对工件进行定位控制。 2、伺服电机锁定功能：当偏差计数器的输出为零时，如果有外力
34
需要我们注意的是： 伺服电机实际使用当中，必须了解电
机的型号规格，确认好电机编码器的分 辨率，才能选择合适的伺服控制器。
35
松下伺服电机常见故障分析
问题1：对伺服电机进行机械安装时，应该 注意什么问题？
由于每台伺服电机都带有编码器，它是一个十分容易碎 的精密光学器件，过大的冲击力会使其破坏。因而在安 装的过程中要避免对编码器使用过大的冲击力。
开环伺服系统结构简图
数控装置发出脉冲指令，经过脉冲分配和功 率放大后，驱动步进电机和传动件的累积误 差。因此，开环伺服系统的精度低，一般可 达到0.01mm左右，且速度也有一定的限制。
《伺服电机教程》课件
数字信号控制方式是 通过脉冲来控制电机 的旋转角度和速度。
模拟信号控制方式是 通过电压或电流来控 制电机的旋转角度和 速度。
伺服电机的调速原理
伺服电机的调速原理是通过改变输入到电机的电 压或电流来改变电机的旋转速度。
当输入的电压或电流增加时，电机的旋转速度会 增加。
当输入的电压或电流减小时，电机的旋转速度会 减小。
伺服电机的响应特性
01
伺服电机的响应特性是指电机对控制信号的响应速 度和精度。
02
伺服电机的响应速度很快，可以在毫秒级别内完成 位置和速度的控制。
03
伺服电机的精度很高，可以精确地控制电机的旋转 角度和速度。
03 伺服电机的选型 与使用
伺服电机的选型原则
根据负载性质选择
根据负载的重量、摩擦系数、加速度等参数，选择合 适的伺服电机。
02 伺服电机的工作 原理
伺服电机的组成结构
伺服电机主要由定子、转 子、编码器等部分组成。
转子是伺服电机中旋转的 部分，它连接着负载。
定子是伺服电机的主要部 分，它产生磁场，使转子 能够旋转。
编码器是用来检测转子位 置的装置，它与电机轴同 轴安装。
伺服电机的控制方式
伺服电机可以通过模 拟信号或数字信号进 行控制。
《伺服电机教程》ppt课件
目录
• 伺服电机简介 • 伺服电机的工作原理 • 伺服电机的选型与使用 • 伺服电机的发展趋势与未来展望
01 伺服电机简介
伺服电机的定义与工作原理
总结词
理解伺服电机的基本定义和工作原理是掌握其应用的基础。
详细描述
伺服电机是一种能够实现精确控制的电机，它能够将输入的 电信号转换成机械旋转运动或线性位移。伺服电机由定子和 转子组成，通过控制输入电压或电流，可以精确地控制电机 的旋转角度或直线位移。
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马达
传动机构
控制装置
驱动器
18
控制系统的构成（2/3）
◎半闭环回路控制（SEMI-CLOSE LOOP） 将位置或速度检出器，装置于马达轴上以取得位置回授信 号及速度回授信号。
位置检出器
马达
传动机构
控制装置
驱动器
19
控制系统的构成（3/3）
◎全闭环回路控制（FULL-CLOSE LOOP） 利用光学尺等位置检出器，直接将物体的位移量 随时的回 授到控制系统。
电机
输出功率（kw） 速度（额定/最大）rpm
超小惯量 MAMA
小
MSMD
惯
MQMA
量
MSMA
中
MDMA
惯
MGMA
量
MFMA
0.1~0.75 0.05~0.75
0.1~0.4 1.0~5.0 0.75~5.0 0.9~4.5 0.4~4.5
5000/6000 3000/5000 3000/5000 3000/5000 2000/3000 1000/2000 2000/3000
上海忆特斯电子有限公司
伺服系统简介
MINAS 系列伺服电机
1
什么是伺服马达
伺服马达之定义： 伺服（Servo）源自于英文「Servant」或 「Sleeve」，即指『马达能够依据命令、忠实的移 动』。
通过检测装置、时时刻刻的监督伺服马达是否依照 所输入的指令移动。
伺服马达之特长： 1.由于转子惯量较小、可达成急加速、急减速、急
马达 传动机构
回授信号
位置检出器（光学尺）
控制装置
驱动器
20
（CNC）
（RS232） （伺服放大器）
（伺服电动机）
（变频器）
（旋转编码器）
（手持操作盒） （机床操作盒）
（分线盒I/O模组）
21
松下伺服驱动器
22
23
松 下 伺 服 电 机 的 基 本 接 线
24
品种齐全
功率到 5kW
30W to 5.0kW
11
速度控制
速度指令输入范围
0 ～ ±10V【正电压－＞CCW回转】 0 ～ 额定转速
依据输入电压的大小、达到 控制马达输出转速的目的。
12
速度模式
通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速 度的控制，在有上位控制装置的外环控制时速度模 式也可以进行定位，但必须把电机的位置信号或直 接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。位置模 式也支持直接负载外环检测位置信号，此时的电机 轴端的编码器只检测电机转速，位置信号就由直接 的最终负载端的检测装置来提供了，这样的优点在 于可以减少中间传动过程中的误差，增加了整个系 统的定位精度。
15
系统的构成
伺服驱动器 伺服电机
执行机构
人机界面
上位机
16
伺服系统的介绍
按进给伺服系统分类，控制系统的构成可分为： 开环回路控制 半闭环回路控制 全闭环回路控制
17
控制系统的构成（1/3）
◎开环回路控制（OPEN LOOP） 由控制器输出指令讯号，用来驱动马达依指令值位移并且 停止在所指定的位置。
3、使用寿命较短 4、噪音较大 5、响应较差 6、启动转矩为额定 扭矩
AC伺服马达 1、不须定期保养 2、驱动器设计较为复杂 3、使用寿命长 4、噪音小 5、响应快 6、启动转矩为三倍额定 扭矩
4
伺服控制原理
电源
变流器
主回路 平滑回路
逆变器
异步电机 IM
速度检出器
驱动回路 运算回路
电压/电流 检出回路
8
※依据不同的控制系统之需求，在驱动 器中有三种控制模式可供选择 扭矩控制
速度控制
位置控制
9
扭矩控制
扭矩指令输入范围
0 ～ ±10V【正电压－＞CCW扭力】 0 ～ 额定扭力
依据输入电压的大小、达到 控制马达输出扭力的目的。
10
扭矩控制
扭矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值 来设定电机轴对外的输出转矩的大小，具体表现为 例如10V 对应5Nm的话，当外部模拟量设定为5V时电机轴输出为 2.5Nm:如果电机轴负载低于2.5Nm时电机正转，外部负载等 于2.5Nm时电机不 转，大于2.5Nm时电机反转（通常在有重 力负载情况下产生）。可以通过即时的改变模拟量的设定来 改变设定的力矩大小，也可通过通讯方式改变对应的地址的 数值来实现。 应用主要在对材质的受力有严格要求的缠绕和放卷的装置中， 例如绕线装置或拉光纤设备，转矩的设定要根据缠绕的半径 的变化随时更改以确保材质的受力不会随着缠绕半径的变化 而改变。
速度检出回路
保护回路
运转命令
控制回路A
控制回路B
5
伺服控制原理
伺服马达与伺服驱动器之间的回授LOOP 1、电流LOOP 伺服马达在驱动时由于负载的关系而产生扭
矩的缘故，使得流进马达的电流增大，一旦 流进马达的电流过大时会造成马达烧毁的情 形。为防止此一情形发生，在马达的输出位 置加入电流感测装置，当马达电流超过一定 电流时，切断伺服驱动器以保护马达。
停等要求。 2.马达小型化 3.具备更精密的位置及速度控制功能。
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伺服马达之分类
DC 伺服马达
AC 伺服马达
1、线圈会旋转 2、定子为永久磁铁 3、有碳刷及整流子
1、定子为线圈
2、转子为永久磁铁
3、无碳刷及整流子
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DC 伺服马达与AC 伺服马达之比较
DC伺服马达 1、须定期保养 2、驱动器设计较为 容易
大惯 MHMD 0.2~0.75 3000/5000
量
MHMA 0.5~5.0
2000/3000
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A4系列伺服电机
1.50W～5KW 2.马达惯量 超低惯量 低惯量 中惯量 高惯量 3.智能化的自动调整 高性能的实时自动调整增
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伺服控制原理
伺服马达与伺服驱动器之间的回授LOOP
2、速度LOOP 此LOOP是用来检测马达的旋转速度是否依
照指令旋转之用，相对于控制装置所提供之 指令，速度LOOP控制马达的旋转速度。
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伺服控制原理
3、位置LOOP 此LOOP是用来检测由控制器输出位置控
制指令之后，伺服马达是否移动至指令位置。 相对于位置指令值，当检测值过大或过小时， 控制伺服马达移动其误差值的部份，达到定 位之目的。
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位置控制
位置指令输入方式
CCW/CW 脉冲列
A/B相位 脉冲列
Pulse＋Dir
依据输入的脉波数目、达到 控制马达定位的目的。
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位置控制
位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的 频率来确定转动速度的大小，通过脉冲的个 数来确定转动的角度，也有些伺服可以通过 通讯方式直接对速度和位移进行赋值。由于 位置模式可以对速度和位置都有很严格的控 制，所以一般应用于定位装置。 应用领域如数控机床、印刷机械等等。
传动机构
控制装置
驱动器
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控制系统的构成（2/3）
◎半闭环回路控制（SEMI-CLOSE LOOP） 将位置或速度检出器，装置于马达轴上以取得位置回授信 号及速度回授信号。
位置检出器
马达
传动机构
控制装置
驱动器
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控制系统的构成（3/3）
◎全闭环回路控制（FULL-CLOSE LOOP） 利用光学尺等位置检出器，直接将物体的位移量 随时的回 授到控制系统。
电机
输出功率（kw） 速度（额定/最大）rpm
超小惯量 MAMA
小
MSMD
惯
MQMA
量
MSMA
中
MDMA
惯
MGMA
量
MFMA
0.1~0.75 0.05~0.75
0.1~0.4 1.0~5.0 0.75~5.0 0.9~4.5 0.4~4.5
5000/6000 3000/5000 3000/5000 3000/5000 2000/3000 1000/2000 2000/3000
上海忆特斯电子有限公司
伺服系统简介
MINAS 系列伺服电机
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什么是伺服马达
伺服马达之定义： 伺服（Servo）源自于英文「Servant」或 「Sleeve」，即指『马达能够依据命令、忠实的移 动』。
通过检测装置、时时刻刻的监督伺服马达是否依照 所输入的指令移动。
伺服马达之特长： 1.由于转子惯量较小、可达成急加速、急减速、急
马达 传动机构
回授信号
位置检出器（光学尺）
控制装置
驱动器
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（CNC）
（RS232） （伺服放大器）
（伺服电动机）
（变频器）
（旋转编码器）
（手持操作盒） （机床操作盒）
（分线盒I/O模组）
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松下伺服驱动器
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23
松 下 伺 服 电 机 的 基 本 接 线
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品种齐全
功率到 5kW
30W to 5.0kW
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速度控制
速度指令输入范围
0 ～ ±10V【正电压－＞CCW回转】 0 ～ 额定转速
依据输入电压的大小、达到 控制马达输出转速的目的。
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速度模式
通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速 度的控制，在有上位控制装置的外环控制时速度模 式也可以进行定位，但必须把电机的位置信号或直 接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。位置模 式也支持直接负载外环检测位置信号，此时的电机 轴端的编码器只检测电机转速，位置信号就由直接 的最终负载端的检测装置来提供了，这样的优点在 于可以减少中间传动过程中的误差，增加了整个系 统的定位精度。
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系统的构成
伺服驱动器 伺服电机
执行机构
人机界面
上位机
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伺服系统的介绍
按进给伺服系统分类，控制系统的构成可分为： 开环回路控制 半闭环回路控制 全闭环回路控制
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控制系统的构成（1/3）
◎开环回路控制（OPEN LOOP） 由控制器输出指令讯号，用来驱动马达依指令值位移并且 停止在所指定的位置。
3、使用寿命较短 4、噪音较大 5、响应较差 6、启动转矩为额定 扭矩
AC伺服马达 1、不须定期保养 2、驱动器设计较为复杂 3、使用寿命长 4、噪音小 5、响应快 6、启动转矩为三倍额定 扭矩
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伺服控制原理
电源
变流器
主回路 平滑回路
逆变器
异步电机 IM
速度检出器
驱动回路 运算回路
电压/电流 检出回路
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※依据不同的控制系统之需求，在驱动 器中有三种控制模式可供选择 扭矩控制
速度控制
位置控制
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扭矩控制
扭矩指令输入范围
0 ～ ±10V【正电压－＞CCW扭力】 0 ～ 额定扭力
依据输入电压的大小、达到 控制马达输出扭力的目的。
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扭矩控制
扭矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值 来设定电机轴对外的输出转矩的大小，具体表现为 例如10V 对应5Nm的话，当外部模拟量设定为5V时电机轴输出为 2.5Nm:如果电机轴负载低于2.5Nm时电机正转，外部负载等 于2.5Nm时电机不 转，大于2.5Nm时电机反转（通常在有重 力负载情况下产生）。可以通过即时的改变模拟量的设定来 改变设定的力矩大小，也可通过通讯方式改变对应的地址的 数值来实现。 应用主要在对材质的受力有严格要求的缠绕和放卷的装置中， 例如绕线装置或拉光纤设备，转矩的设定要根据缠绕的半径 的变化随时更改以确保材质的受力不会随着缠绕半径的变化 而改变。
速度检出回路
保护回路
运转命令
控制回路A
控制回路B
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伺服控制原理
伺服马达与伺服驱动器之间的回授LOOP 1、电流LOOP 伺服马达在驱动时由于负载的关系而产生扭
矩的缘故，使得流进马达的电流增大，一旦 流进马达的电流过大时会造成马达烧毁的情 形。为防止此一情形发生，在马达的输出位 置加入电流感测装置，当马达电流超过一定 电流时，切断伺服驱动器以保护马达。
停等要求。 2.马达小型化 3.具备更精密的位置及速度控制功能。
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伺服马达之分类
DC 伺服马达
AC 伺服马达
1、线圈会旋转 2、定子为永久磁铁 3、有碳刷及整流子
1、定子为线圈
2、转子为永久磁铁
3、无碳刷及整流子
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DC 伺服马达与AC 伺服马达之比较
DC伺服马达 1、须定期保养 2、驱动器设计较为 容易
大惯 MHMD 0.2~0.75 3000/5000
量
MHMA 0.5~5.0
2000/3000
25
A4系列伺服电机
1.50W～5KW 2.马达惯量 超低惯量 低惯量 中惯量 高惯量 3.智能化的自动调整 高性能的实时自动调整增
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伺服控制原理
伺服马达与伺服驱动器之间的回授LOOP
2、速度LOOP 此LOOP是用来检测马达的旋转速度是否依
照指令旋转之用，相对于控制装置所提供之 指令，速度LOOP控制马达的旋转速度。
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伺服控制原理
3、位置LOOP 此LOOP是用来检测由控制器输出位置控
制指令之后，伺服马达是否移动至指令位置。 相对于位置指令值，当检测值过大或过小时， 控制伺服马达移动其误差值的部份，达到定 位之目的。
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位置控制
位置指令输入方式
CCW/CW 脉冲列
A/B相位 脉冲列
Pulse＋Dir
依据输入的脉波数目、达到 控制马达定位的目的。
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位置控制
位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的 频率来确定转动速度的大小，通过脉冲的个 数来确定转动的角度，也有些伺服可以通过 通讯方式直接对速度和位移进行赋值。由于 位置模式可以对速度和位置都有很严格的控 制，所以一般应用于定位装置。 应用领域如数控机床、印刷机械等等。