伺服电机教材
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伺服电机控制技术课件
参数设置
根据实际需求，对伺服驱动器的 参数进行设置，包括速度环、位 置环、电流环等参数的调整。
调试步骤
按照一定的步骤进行伺服驱动器 的调试，包括电机参数的识别、 控制器参数的调整等。
使用注意事项
在使用过程中，注意保持伺服驱 动器的良好散热、定期检查电缆 和连接器的完好性等，以确保其 正常运行和延长使用寿命。
伺服电机驱动器的接口与连接
01
02
03
数字接口
如EtherCAT、Profinet等 ，可以实现高速、高精度 的数据传输和控制。
模拟接口
如电压、电流模拟输入输 出，适用于简单的速度和 位置控制。
连接方式
根据不同的接口类型，采 用相应的电缆和连接器进 行连接，确保信号传输的 稳定性和可靠性。
伺服电机驱动器的调试与使用
伺服电机控制技术 课件
目录
• 伺服电机概述 • 伺服电机控制系统 • 伺服电机驱动技术 • 伺服电机控制算法 • 伺服电机应用案例
01
CATALOGUE
伺服电机概述
伺服电机的定义与工作原理
伺服电机是指一种能够将输入的电信 号转换为机械运动的装置，其工作原 理基于电磁感应定律和磁场对电流的 作用力。
通常以毫米或微米为统对输入信号的响应速度，通 常以毫秒或微秒为单位。
转矩控制精度
转矩控制精度是指伺服电机控 制系统能够实现的最小转矩调 节步长，通常以牛米或毫牛米 为单位。
抗干扰能力
抗干扰能力是指伺服电机控制 系统在存在外部干扰的情况下
仍能保持稳定运行的能力。
伺服电机具有响应速度快、控制精度 高、稳定性好等优点，广泛应用于各 种需要精确控制机械运动的场合。
当电流通过伺服电机内部的线圈时， 会产生磁场，该磁场与转子相互作用 ，产生转矩，从而使转子转动。
《伺服新教材》课件
伺服控制系统中的运动控制
探索伺服控制系统中的运动控制技术，包括位置控制、轨迹规划和插补运动。了解如何实现高精度和平 滑的运动。
伺服控制系统的安全性与维护
了解伺服控制系统的安全性和维护方法，包括过载保护、故障检测和预防性 维护。确保控制系统的稳定和可靠性。
伺服控制系统的故障诊断与排除
探索伺服控制系统的故障诊断和排除方法，包括故障分析和故障排查。学习如何快速解决控制系统中的 问题。来自伺服控制在智能家居中的应用
了解伺服控制在智能家居中的应用，如智能灯光、智能窗帘和智能家电。探 索它们如何提高居家生活的舒适性和便捷性。
未来伺服控制的发展趋势与前景
展望未来伺服控制的发展趋势，包括新的控制算法、更高的精确度和更智能的系统。探索伺服控制的未 来前景。
探索伺服控制在机器人领域中的应用，如机器人臂、人形机器人和自主导航。 了解它们在工业、医疗和服务领域中的创新应用。
伺服控制在航空航天领域中的 应用
了解伺服控制在航空航天领域中的应用，如飞行控制系统、航天器姿态控制 和航空航天器测试。探索它们的挑战和创新。
伺服控制在医疗设备中的应用
探索伺服控制在医疗设备中的应用，如手术机器人、医疗影像和康复机器人。 了解它们如何提高医疗治疗的精确性和效率。
介绍伺服电机的基本工作原理，包括电磁感应、电磁力和运动控制。了解不 同类型的伺服电机和它们在控制系统中的应用。
伺服控制器的功能和工作原理
探索伺服控制器的功能和工作原理，包括位置控制、速度控制和力控制。学 习不同类型的伺服控制器和它们的优点和局限。
伺服控制系统的稳定性分析
了解伺服控制系统的稳定性分析方法，如根轨迹法和频率响应法。探索如何设计一个稳定且可靠的伺服 控制系统。
FANUC伺服调整教材
①设定1902#0#1=0
#7 1902 #6 #5 #4 #3 #2 #1 ASE #0 FMD
#1：ASE
#0：FMD
FSSB的设定方式为自动设定方式时 0：自动设定未完成。 1：自动设定已经完成。 0：FSSB的设定方式为自动方式。 1：FSSB的设定方式为手动方式。
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BEIJING-FANUC
2020
2001 1820 2084/2085 2022 2023 2024 1821
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BEIJING-FANUC
第一章 伺服电机规格及初始化
1、初始化设定位
设定初始化设定位
#7 初始化 设定位 #1：DGP 0：进行伺服参数的初始设定。 1：结束伺服参数的初始设定。 #6 #5 #4 #3 #2 #1 DGP #0
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BEIJING-FANUC
目录
四、自动增益调整
五、加工条件选择功能 第四章：SERVO GUIDE软件的使用及调试方法 一、Servo Guide软件介绍 二、Servo Guide连接 三、 Servo Guide调整步骤 第五章：伺服调整实例分析 一、工件表面光洁度调整案例
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BEIJING-FANUC
第一章 伺服电机规格及初始化
四、伺服初始化
伺服初始化是在完成了FSSB连接与设定的基础上进行电机的一转移动量以 及电机种类的设定。伺服电机必须经过初始化相关参数正确设定后才能够 正常运行。
设定参数3111后，伺服设定画面能够显示。
第一章 伺服电机规格及初始化
②按伺服电机连接顺序设定参数1023的值。 1023 伺服轴号
设定控制轴为放大器连接的第几个伺服轴，通常控制轴号与伺服轴号设定 相同。
伺服电机及其控制原理PPT课件
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执行环节
执行环节的作用是按控制信号的要求， 将输入的各种形式的能量转换成机械能， 驱动被控对象工作。
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CONFIDENTIAL NOT FOR DISTRIBUTION
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被控对象
被控对象是指被控制的机构或装置，是 直接完成系统目的的主体。被控对象一 般包括传动系统、执行装置和负载。
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CONFIDENTIAL NOT FOR DISTRIBUTION
4
输入量
控制操作
输出量
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CONFIDENTIAL NOT FOR DISTRIBUTION
输入量
反馈环
控制操作
测量
5
输出量
5
1.2 伺服系统组成
从自动控制理论的角度来分析，伺服控 制系统一般包括控制器、被控对象、执行 环节、检测环节、比较环节等五部分。
在实际的伺服控制系统中，上述每个环 节在硬件特征上并不成立，可能几个环 节在一个硬件中，如测速直流电机既是 执行元件又是检测元件。
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CONFIDENTIAL NOT FOR DISTRIBUTION
13
1.3 伺服系统分类
伺服系统可分为三类
开环伺服控制系统 半闭环伺服控制系统 闭环伺服控制系统
§3 伺服控制器 3.1 伺服控制器概述 3.2 伺服控制器原理 3.3 松下伺服控制器介绍 3.4 松下伺服控制器常用设置应用 3.5 松下伺服控制器故障分析和处理
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CONFIDENTIAL NOT FOR DISTRIBUTION
2
1.1 伺服概述
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。
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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。
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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。
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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。
《伺服电机精讲》课件
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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
伺服基础培训教材PPT课件
（圆盘上的形状）
例： 由B相作为基准 B相为On时如果A相有上升沿，定义为正传。 B相为Oｆｆ时如果A相有上升沿，定义为反转。
CHENLI
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倍频的原理
直接计数脉冲数
1个脉冲计数2次（2倍频）
1组脉冲计数4次（4倍频）
右回転時 B相
A相
①
②
① ②③ ④
①②③④ ⑤⑥⑦⑧
左回転時 B相
A相 ①
②
绝对值编码器方式
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伺服器的工作模式：
CHENLI
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伺服驱动器铭牌含义
CHENLI
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伺服驱动器铭牌含义
CHENLI
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编码器：
CHENLI
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CHENLI
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编码器：
１） 增量型编码器的原理
＊ 圆盘上刻有相位相差90度的A相、B相的槽 ＊ 由此可检测出旋转量和旋转方向。
旋转方向判定的原理
增量型编码器的原理
① ②③ ④
①②③ ④ ⑤ ⑥⑦⑧
本公司的绝对值编码器采用配置有电池，在伺服放大器电源关断时也能记忆当前位置情报 的方式。
伺服放大器电源打开后伺服放大器将电机轴距离原点的圈数及脉冲数所反映的当前位置情 报向上位控制器传送。
CHENLI
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２）绝对值编码器的基本原理
＊在分辨率的范围内输出波形 是不重复的 ＊根据读取的输出波形可以得到 绝对位置的信息 ＊另外还配备了有电池作断电 备份的计数器以判断出当前所 转到的圈数位置
伺服放大器的功能框图如下图所示。
动力部分 电机
整流部分
逆变部分
反馈 CHENLI
编码器 23
１） 动力部分的构成
《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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问题： 1. 使用软件的趋势图功能监控速度与转矩曲线 2.外部模拟量和多段速同时有效时，哪个优先? 3.如果需要设臵三段以上的速度，如何定义SP3端子？ 4. 外部电压0v输入时，监测仍存在50mv的电压， 应如何设臵参数使电机保持停止？ 5. 要求10v电压对应电机转速为2000r/min，参数如何设臵？
第一段速度 第二段速度 第三段速度 800r/min 1200r/min 1600r/min
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5.43 实验三：转矩指令偏臵和增益设臵实验
增益调整：模拟转矩指令最大输出 相关参数：PC13（TLC） 要求模拟量信号8v对应为最大输出转矩的50%时，应如何设定参数？ 偏臵调整： 相关指令：PC38（TPO）模拟转矩指令偏臵 如TC上施加0v电压的状态下，有0.03v的电压，PC38的值应设臵为正值还是 负值，设为多少？
相关参数： PA01： 控制模式 PC01： 加速时间常数 PC02： 减速时间常数
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5.42 实验二：转矩模式下速度限制的应用
第一种方式： 内部速度指令进行速度限制 相关参数：PC05（内部速度1），PC06（内部速度2），PC07（内部速度3） 观察并记录SP1和SP2的不同通断下组合下电机的转速。 第二种方式： 外部模拟量进行速度限制
F=T/R
其中F为张力，T为电机输出扭矩 R为卷径。
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5.1 AC 伺服在收放卷设备上的应用
伺服系统张力控制原理： 张力控制即转矩控制，当电机的输出转矩和负荷取得平衡时，电机转速为平衡 速度。因此转矩控制时的速度由负荷决定。如电机的输出转矩比电机负荷大， 电机将会加速。为了防止出现过速度，应设臵速度限制值。 伺服系统中转矩控制主要由电流控制环完成。 产生转矩T为
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1.3.1 伺服放大器控制回路
速度控制处理流程 ① 模拟量形式的速度指令进入速度 运算器，使电机开始运行 ② 电机运行后使用编码器旋转，发出 脉冲反馈 ③ 脉冲反馈经过FV转化为相应的模拟 量进入伺服驱动器 ④ 反馈值与给定值相比较，如果有偏 差通过电流环输出控制电流使用其 差值改为零
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显示计算过程
30
3.4 容量选型软件介绍
机械构成图
工作台质量 负载重量 负载推力 减速比 负载惯量 丝杠导程 丝杠直径 丝杠长度 最大运行速度 定位长度/回 加减速时间 定位完成时间 一次循环时间
机械参数
WT WL Fc 1/n JL PB DB LB V0 L ta t0 tf 200 50 0.01 1 10.47 10 20 1500 20000 400 0.157 1.5 2.3 kg· c㎡ mm mm mm mm/min mm s s s Kg Kg N
速度 / 力矩曲线数据监控 在操作模式中可以确认力矩余量
实际运行曲线 短時間運転領域 連続運転領域
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3.4 容量选型软件介绍
选型软件MOTSZ111E
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3.4 容量选型软件介绍
机械设备传动结构选择
连轴器与减速机构选择
放大器系列选择 伺服电机系列选择 运行曲线
选型结果 机械参数
显示计算结果曲线
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1.2.1 伺服放大器主回路
按照再生制动回路的种类，可以分为： （1）小容量（0.4kw以下）————————电容再生方式 （2) 中容量（0.4kw至11kw）———————电阻再生制动方式 其中又可分为：内臵电阻方式 外接电阻方式 外接制动单元方式 （3）大容量（11kw以上）————————电源再生方式 d 逆变回路： 生成适合马达转速的频率、适合负载转矩大小的电流，驱动马达。 逆变模块采用IGBT开关元件。 e 动态制动器： 具有在基极断路时，在伺服马达端子间加上适当的电阻器进行短路消 耗旋转能，使之迅速停转的功能。
交流伺服进阶课程
—MR-J3-A系列伺服放大器 作者：丁富伟 2011年11月
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主要内容
伺服放大器基本原理（主回路和控制回路） 伺服的作用 三菱伺服介绍（ 包括产品分类及软件的使用 ） AC 伺服在传送带上的应用————速度控制 AC 伺服在收放卷设备上的应用——转矩控制 AC伺服在机床设备上的应用————位置控制 伺服产品的安装维护及相关报警 绝对位置控制系统原理简介
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1.1 AC伺服原理
构成伺服机构的元件叫伺服元件。由驱动放大器（AC放大器）， 驱动电机（AC伺服驱动电机）和检测器组成。
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1.2.1 伺服放大器主回路
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1.2.1 伺服放大器主回路
a 整流回路：
将交流转变成直流，可分为单相和三相整流桥。 平滑电容：对整流电源进行平滑，减少其脉动成分。 c再生制动： 所谓再生制动就是指马达的实际转速高于指令速度时， 产生能量回馈的现象。 再生制动回路就是机床设备上的应用
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1.3.1 伺服放大器控制回路
位臵控制处理流程 假设脉冲指令为1个脉冲，输入时动作为： ①偏差计数器成为+1 ②转变为1个脉冲对应的电压进入放大器 ③放大器产生SPWM波驱动马达旋转 ④编码器也相应旋转，发出1脉冲的震荡 ⑤1脉冲的震荡再次输入到偏差计数 器 中，从原来的指令+1减去1脉冲的震 荡，计数器值成为0 ⑥结果使DA转换输出0V到放大器， 放大器使马达停止 ⑦完成1脉冲的定位
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5.2 AC 伺服的选型
注： 扭矩及转速的允许使用范围因各机种而 不同，一般按照最低扭矩为额定扭矩1% 以上，最低转速为额定转速1/100以上 选取
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5.3 使用时的接线
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5.41 实验一：缺省参数下转矩模式实验
•
要求：
电机输出扭矩为0.032N〃M，使用外部模拟量控制电机输出转矩，并监控电机 当前转矩和速度曲线 。 电压与转矩关系图如下 正转启动RS1和反转启动RS2决定的 转矩输出与方向关系如下：
放大器容量（如10为100w）
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3.1 三菱伺服产品介绍
• MR-J3系列伺服电机型号构成
H□-□P
□□□□□
无 标准轴 K 带键槽 D 带D型槽 无 无油封 J 油封
无 无电磁制动 B 电磁制动 电机额定转速（r/min） 额定输出容量（kw） HC-MP 超低惯量，小容量 HC-KP 低惯量，小容量 HC-SP 中惯量，中容量 HC-RP 超低惯量，中容量 HC-LP 低惯量，中大容量 HC-UP 扁平型，中容量
通过伺服设臵软件可以修改转速和加减速时间常数。
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3.3 伺服设臵软件介绍
软件系统
编程
设置
选型
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3.3 伺服设臵软件介绍
设臵软件 MR-Configurator setup221E 通讯连接
ＵＳＢ1.1 通用接口
MR-J3-A 和 B系列 更快的响应速度
USB USB mini-B
实时数据采集提高了20倍以上
USB
USB B
与运动控制器的连接
MR-J3-B 只需一根线就可以连接所有伺服
ＳＳＣＮＥＴⅢ
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3.3 伺服设臵软件介绍
相关操作： 通讯设臵
读写保存参数
报警监控 状态监控
趋势图采集
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3.3 伺服设臵软件介绍
机械分析器Ⅱ
更精确的机械性能
・频率范围 ・・・ 10HZ～1KHz → 3HZ～4.5KHz
问题：1.通过趋势图功能监控对输出转矩进行限制后 转矩速度曲线的变化？ 2.当外部模拟量转矩限制和PA11/PA12 都有给定时，哪种方式有效？
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5.1 AC 伺服在收放卷设备上的应用
收放卷中张力控制的目的：
稳定传送材料，防止变形，确保尺寸精度等
张力控制基本结构： 进给机构：将长尺寸的材料从左向右传送 放卷机构：为了保持一定的张力，需要随着 卷径的减少相应的减少制动扭矩 收卷机构：为了保持一定的张力，需要随着 卷径的增加相应的增加制动扭矩
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1.3.1 伺服放大器控制回路
变频器与伺服放大器在主回路与控制回路上的区别：
由变频器变更为伺服时，需考虑： （1） 机械的刚性 （2）换算到电机轴的负载惯量 （3）电机轴的振动 （4）减速机构的打滑
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2.2 伺服的作用
按照定位指令装臵输出的脉冲串，对工件进行定位控制。 伺服电机锁定功能 当偏差计数器的输出为零时，如果有外力使伺服电机转动，由编 码器将反馈脉冲输入偏差计数器，偏差计数器发出速度指令，旋 转修正电机使之停止在滞留脉冲为零的位臵上，该停留于固定位 臵的功能，称为伺服锁定。 进行适合机械负荷的位臵环路增益和速度环路增益调整。
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3.1 三菱伺服产品介绍
• MR-J3交流伺服系统 丰富的产品线
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3.1 三菱伺服产品介绍
•
MR-J3系列放大器型号构成
MR-J3-□□□-□
RJ004 兼容直线伺服电机 RJ006 兼容全闭环系统 无 单相/3相200-230VAC 1 单相100-120VAC 4 三相400VAC A 通用脉冲串接口 B 兼容SSCNET III，高速串行总线 T CC LINK连接内臵定位控制
如选用MR-J3系列伺服，电机容量应选择多少？
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4.1 AC伺服在传送带上的应用
控制方式：速度控制模式 控制特点：让电机以参数中或者外部模拟量速度指令设定的转动速 度高精度地平稳的运行。 精细 速度范围宽 速度波动小
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4.1 AC伺服在传送带上的应用
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4.3 速度控制使用时的接线
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4.4 实验一: 多段速
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3.2 选件
•
其他选件： 线缆，接头，再生制动选件，电池单元，功率改善电抗器， EMC滤波器，抗干扰产品。
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伺服放大器各部分构造
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伺服放大器输入电源电路
第一段速度 第二段速度 第三段速度 800r/min 1200r/min 1600r/min
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5.43 实验三：转矩指令偏臵和增益设臵实验
增益调整：模拟转矩指令最大输出 相关参数：PC13（TLC） 要求模拟量信号8v对应为最大输出转矩的50%时，应如何设定参数？ 偏臵调整： 相关指令：PC38（TPO）模拟转矩指令偏臵 如TC上施加0v电压的状态下，有0.03v的电压，PC38的值应设臵为正值还是 负值，设为多少？
相关参数： PA01： 控制模式 PC01： 加速时间常数 PC02： 减速时间常数
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5.42 实验二：转矩模式下速度限制的应用
第一种方式： 内部速度指令进行速度限制 相关参数：PC05（内部速度1），PC06（内部速度2），PC07（内部速度3） 观察并记录SP1和SP2的不同通断下组合下电机的转速。 第二种方式： 外部模拟量进行速度限制
F=T/R
其中F为张力，T为电机输出扭矩 R为卷径。
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5.1 AC 伺服在收放卷设备上的应用
伺服系统张力控制原理： 张力控制即转矩控制，当电机的输出转矩和负荷取得平衡时，电机转速为平衡 速度。因此转矩控制时的速度由负荷决定。如电机的输出转矩比电机负荷大， 电机将会加速。为了防止出现过速度，应设臵速度限制值。 伺服系统中转矩控制主要由电流控制环完成。 产生转矩T为
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1.3.1 伺服放大器控制回路
速度控制处理流程 ① 模拟量形式的速度指令进入速度 运算器，使电机开始运行 ② 电机运行后使用编码器旋转，发出 脉冲反馈 ③ 脉冲反馈经过FV转化为相应的模拟 量进入伺服驱动器 ④ 反馈值与给定值相比较，如果有偏 差通过电流环输出控制电流使用其 差值改为零
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显示计算过程
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3.4 容量选型软件介绍
机械构成图
工作台质量 负载重量 负载推力 减速比 负载惯量 丝杠导程 丝杠直径 丝杠长度 最大运行速度 定位长度/回 加减速时间 定位完成时间 一次循环时间
机械参数
WT WL Fc 1/n JL PB DB LB V0 L ta t0 tf 200 50 0.01 1 10.47 10 20 1500 20000 400 0.157 1.5 2.3 kg· c㎡ mm mm mm mm/min mm s s s Kg Kg N
速度 / 力矩曲线数据监控 在操作模式中可以确认力矩余量
实际运行曲线 短時間運転領域 連続運転領域
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3.4 容量选型软件介绍
选型软件MOTSZ111E
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3.4 容量选型软件介绍
机械设备传动结构选择
连轴器与减速机构选择
放大器系列选择 伺服电机系列选择 运行曲线
选型结果 机械参数
显示计算结果曲线
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1.2.1 伺服放大器主回路
按照再生制动回路的种类，可以分为： （1）小容量（0.4kw以下）————————电容再生方式 （2) 中容量（0.4kw至11kw）———————电阻再生制动方式 其中又可分为：内臵电阻方式 外接电阻方式 外接制动单元方式 （3）大容量（11kw以上）————————电源再生方式 d 逆变回路： 生成适合马达转速的频率、适合负载转矩大小的电流，驱动马达。 逆变模块采用IGBT开关元件。 e 动态制动器： 具有在基极断路时，在伺服马达端子间加上适当的电阻器进行短路消 耗旋转能，使之迅速停转的功能。
交流伺服进阶课程
—MR-J3-A系列伺服放大器 作者：丁富伟 2011年11月
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主要内容
伺服放大器基本原理（主回路和控制回路） 伺服的作用 三菱伺服介绍（ 包括产品分类及软件的使用 ） AC 伺服在传送带上的应用————速度控制 AC 伺服在收放卷设备上的应用——转矩控制 AC伺服在机床设备上的应用————位置控制 伺服产品的安装维护及相关报警 绝对位置控制系统原理简介
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1.1 AC伺服原理
构成伺服机构的元件叫伺服元件。由驱动放大器（AC放大器）， 驱动电机（AC伺服驱动电机）和检测器组成。
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1.2.1 伺服放大器主回路
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1.2.1 伺服放大器主回路
a 整流回路：
将交流转变成直流，可分为单相和三相整流桥。 平滑电容：对整流电源进行平滑，减少其脉动成分。 c再生制动： 所谓再生制动就是指马达的实际转速高于指令速度时， 产生能量回馈的现象。 再生制动回路就是机床设备上的应用
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1.3.1 伺服放大器控制回路
位臵控制处理流程 假设脉冲指令为1个脉冲，输入时动作为： ①偏差计数器成为+1 ②转变为1个脉冲对应的电压进入放大器 ③放大器产生SPWM波驱动马达旋转 ④编码器也相应旋转，发出1脉冲的震荡 ⑤1脉冲的震荡再次输入到偏差计数 器 中，从原来的指令+1减去1脉冲的震 荡，计数器值成为0 ⑥结果使DA转换输出0V到放大器， 放大器使马达停止 ⑦完成1脉冲的定位
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5.2 AC 伺服的选型
注： 扭矩及转速的允许使用范围因各机种而 不同，一般按照最低扭矩为额定扭矩1% 以上，最低转速为额定转速1/100以上 选取
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5.3 使用时的接线
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5.41 实验一：缺省参数下转矩模式实验
•
要求：
电机输出扭矩为0.032N〃M，使用外部模拟量控制电机输出转矩，并监控电机 当前转矩和速度曲线 。 电压与转矩关系图如下 正转启动RS1和反转启动RS2决定的 转矩输出与方向关系如下：
放大器容量（如10为100w）
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3.1 三菱伺服产品介绍
• MR-J3系列伺服电机型号构成
H□-□P
□□□□□
无 标准轴 K 带键槽 D 带D型槽 无 无油封 J 油封
无 无电磁制动 B 电磁制动 电机额定转速（r/min） 额定输出容量（kw） HC-MP 超低惯量，小容量 HC-KP 低惯量，小容量 HC-SP 中惯量，中容量 HC-RP 超低惯量，中容量 HC-LP 低惯量，中大容量 HC-UP 扁平型，中容量
通过伺服设臵软件可以修改转速和加减速时间常数。
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3.3 伺服设臵软件介绍
软件系统
编程
设置
选型
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3.3 伺服设臵软件介绍
设臵软件 MR-Configurator setup221E 通讯连接
ＵＳＢ1.1 通用接口
MR-J3-A 和 B系列 更快的响应速度
USB USB mini-B
实时数据采集提高了20倍以上
USB
USB B
与运动控制器的连接
MR-J3-B 只需一根线就可以连接所有伺服
ＳＳＣＮＥＴⅢ
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3.3 伺服设臵软件介绍
相关操作： 通讯设臵
读写保存参数
报警监控 状态监控
趋势图采集
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3.3 伺服设臵软件介绍
机械分析器Ⅱ
更精确的机械性能
・频率范围 ・・・ 10HZ～1KHz → 3HZ～4.5KHz
问题：1.通过趋势图功能监控对输出转矩进行限制后 转矩速度曲线的变化？ 2.当外部模拟量转矩限制和PA11/PA12 都有给定时，哪种方式有效？
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5.1 AC 伺服在收放卷设备上的应用
收放卷中张力控制的目的：
稳定传送材料，防止变形，确保尺寸精度等
张力控制基本结构： 进给机构：将长尺寸的材料从左向右传送 放卷机构：为了保持一定的张力，需要随着 卷径的减少相应的减少制动扭矩 收卷机构：为了保持一定的张力，需要随着 卷径的增加相应的增加制动扭矩
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1.3.1 伺服放大器控制回路
变频器与伺服放大器在主回路与控制回路上的区别：
由变频器变更为伺服时，需考虑： （1） 机械的刚性 （2）换算到电机轴的负载惯量 （3）电机轴的振动 （4）减速机构的打滑
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2.2 伺服的作用
按照定位指令装臵输出的脉冲串，对工件进行定位控制。 伺服电机锁定功能 当偏差计数器的输出为零时，如果有外力使伺服电机转动，由编 码器将反馈脉冲输入偏差计数器，偏差计数器发出速度指令，旋 转修正电机使之停止在滞留脉冲为零的位臵上，该停留于固定位 臵的功能，称为伺服锁定。 进行适合机械负荷的位臵环路增益和速度环路增益调整。
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3.1 三菱伺服产品介绍
• MR-J3交流伺服系统 丰富的产品线
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3.1 三菱伺服产品介绍
•
MR-J3系列放大器型号构成
MR-J3-□□□-□
RJ004 兼容直线伺服电机 RJ006 兼容全闭环系统 无 单相/3相200-230VAC 1 单相100-120VAC 4 三相400VAC A 通用脉冲串接口 B 兼容SSCNET III，高速串行总线 T CC LINK连接内臵定位控制
如选用MR-J3系列伺服，电机容量应选择多少？
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4.1 AC伺服在传送带上的应用
控制方式：速度控制模式 控制特点：让电机以参数中或者外部模拟量速度指令设定的转动速 度高精度地平稳的运行。 精细 速度范围宽 速度波动小
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4.1 AC伺服在传送带上的应用
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4.3 速度控制使用时的接线
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4.4 实验一: 多段速
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3.2 选件
•
其他选件： 线缆，接头，再生制动选件，电池单元，功率改善电抗器， EMC滤波器，抗干扰产品。
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伺服放大器各部分构造
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伺服放大器输入电源电路