交流伺服电机的驱动技术
三相交流伺服电机驱动系统的研究
第 ５期
李
军 ：三相交流伺服 电机驱 动系统的研究
１ ７
图 １ 交 流伺服进 给系统原理 图
高系统 的快速 性 ，抑 制 电流 环 内部 干扰 限制 最大 电
流，保障系统安全运行。电流环 中的电流调节器输
出控制 电压 与 外 加 调 制 电压 叠 加 ，送 人 脉 冲形 成 、 分配 和驱动 环 节 ，从 而 控 制 ＩＢ Ｇ Ｔ通 断 时 间 ，调 节 Ｐ ＷＭ 对 电动 机输 出的平 均功率 ，通 过霍尔 电流 传感
器检测 电枢 电流 ，形 成 电流反馈环节 。
速度环 的 作 用 是保 证 转 速 跟 随给 定 电压 变 化 ， 具有 良好 的跟 随性 ；对 负载 变化 具 有较 强 的 抗 干扰
作用 ，电机运行稳定 。
位置环作 为 系统外 环 ，其作 用 是保 证 系统 静 态 精度 和动态跟 踪 的能力 。半 闭环 结 构 以伺 服 电动 机 轴 的角位 移为 反馈 量 ，全 闭环结 构 以工 作 台 的直 线 位移作 为系统 的位 置反 馈 。位置 环 的位 置 检测 元 件 光 电编码 器将运 动 机构 实 时 的转 角变化 以脉 冲形 式 传输 到 Ｄ Ｐ中进 行编 码器 脉 冲计数 ，以获得 数字 化 Ｓ 位置信 息 。位置 环 的给 定可 以使 操 作者 在 现 场 即时 输入期 望的位 置数 据 ，也可 以由编 写好 的运 动轨 迹 程序 给出位置信 息。
本 文设计 的三相 交 流伺 服 电机 驱 动 系统主 要 由
功 率逆 变 、Ｐ ＷＭ、位 置 控 制 、速 度 控 制 、电 流 控
统能够实现高精度 、高动态性能等优点，越来越受
到人们 的关 注 。
制 、电动机等部分组成。伺服系统中有 电流环、速
交流伺服电机的工作原理
交流伺服电机的工作原理
伺服电机是一种特殊的电动机，它通过对电机的控制器进行反馈控制，实现精确的位置、速度和力矩控制。
以下是伺服电机的工作原理：
1. 传感器反馈：伺服电机系统通常会使用编码器来测量电机的转子位置，并将该信息反馈给控制器。
编码器可以采用绝对编码器或增量编码器，用于提供准确的位置信息。
2. 控制器：控制器是伺服电机系统的核心部件，它接收传感器反馈的位置信号，并根据设定值和反馈值之间的误差来生成控制信号。
控制器可以采用PID控制算法或其他控制算法，以确保输出信号能够精确地调节电机的转速和位置。
3. 动力放大器：控制器生成的控制信号会经过动力放大器，放大器会将低电平的控制信号转换为足够大的电流或电压，以驱动电机。
动力放大器通常具有过载保护功能，以防止电机过载或损坏。
4. 电机：伺服电机是一种特殊设计的电动机，它通常由一个转子和一个固定的定子组成。
控制器通过控制输出信号，调节电机的电流、电压和频率，以驱动转子旋转。
伺服电机通常具有高转矩、高精度和高响应速度的特点。
5. 反馈系统：伺服电机系统中的反馈系统起到提供准确位置信息的作用。
当电机工作时，编码器会不断测量转子的位置，并通过传感器将该信息反馈给控制器。
控制器会根据反馈信号和
设定值之间的误差来调整控制信号，以实现精确的位置控制。
通过以上的工作原理，伺服电机可以实现高精度的位置控制、速度控制和力矩控制。
它广泛应用于工业自动化、机器人技术、医疗设备等领域，为各种应用提供高效、精准的运动控制。
交流伺服电机实验报告
一、实验目的1. 了解交流伺服电机的结构、工作原理和特点。
2. 掌握交流伺服电机的驱动方法及控制策略。
3. 通过实验验证交流伺服电机的性能，为实际应用提供参考。
二、实验内容1. 交流伺服电机的结构分析2. 交流伺服电机的工作原理3. 交流伺服电机的驱动方法4. 交流伺服电机的控制策略5. 交流伺服电机的性能测试三、实验设备及仪器1. 交流伺服电机实验台2. 交流伺服电机驱动器3. 交流伺服电机控制器4. 功率分析仪5. 数据采集卡6. 计算机四、实验步骤1. 交流伺服电机的结构分析（1）观察交流伺服电机的结构，了解其主要组成部分，如定子、转子、端盖、轴承等。
（2）分析各部分的功能及相互关系。
2. 交流伺服电机的工作原理（1）观察交流伺服电机的工作过程，了解其电磁感应原理。
（2）分析交流伺服电机的启动、运行和停止过程。
3. 交流伺服电机的驱动方法（1）学习交流伺服电机的驱动电路，了解其工作原理。
（2）分析驱动电路中的主要元件及其作用。
4. 交流伺服电机的控制策略（1）学习交流伺服电机的控制方法，了解其闭环控制原理。
（2）分析控制策略中的主要参数及其调整方法。
5. 交流伺服电机的性能测试（1）连接实验设备，进行实验前的准备工作。
（2）启动交流伺服电机，观察其运行状态，记录相关数据。
（3）分析实验数据，验证交流伺服电机的性能。
五、实验结果与分析1. 交流伺服电机的结构分析通过观察实验台上的交流伺服电机，我们可以看到其主要由定子、转子、端盖、轴承等部分组成。
定子由线圈绕制而成，转子由永磁体构成。
当交流电源通过定子线圈时，产生旋转磁场，驱动转子旋转。
2. 交流伺服电机的工作原理实验过程中，我们发现交流伺服电机在启动、运行和停止过程中，其转速、转矩和功率等参数均与输入的交流电源频率、电压和相位角有关。
通过调整这些参数，可以实现交流伺服电机的精确控制。
3. 交流伺服电机的驱动方法实验中，我们学习了交流伺服电机的驱动电路，了解到其主要由逆变器、滤波器、电机和控制器等部分组成。
交流伺服电机
交流伺服电机交流伺服电机是一种广泛应用于工业自动化领域的电机类型，在现代生产中发挥着重要作用。
交流伺服电机通过内置的编码器反馈系统，可以实现精确的位置控制和速度控制，从而提高了生产效率和产品质量。
本文将介绍交流伺服电机的工作原理、应用领域以及优势特点。
工作原理交流伺服电机通过电子控制系统控制电流的大小和方向，从而控制电机转子的位置和速度。
其工作原理包括位置控制回路、速度控制回路和电流控制回路。
位置控制回路接收编码器反馈信号，比较目标位置和当前位置之间的差异，通过控制电流大小和方向来驱动电机转子转动至目标位置。
速度控制回路根据编码器反馈信号和设定速度值之间的差异，控制电机的转速。
电流控制回路则根据速度控制回路的输出，控制电机的电流大小和方向，以实现精确的速度控制。
应用领域交流伺服电机广泛应用于各种自动化设备和机械领域，如工业机器人、数控机床、包装设备、印刷设备等。
在这些领域，交流伺服电机可以提供精确的位置控制和速度控制，满足高效生产的需求。
同时，在医疗设备、航空航天等领域也有着重要应用，用于控制精密的运动系统。
优势特点交流伺服电机相比其他类型的电机具有以下优势特点：•高精度：交流伺服电机具有较高的控制精度，可以实现微米级的定位精度，适用于需要高精度控制的应用。
•高效率：交流伺服电机运行稳定，能够提供较高的效率，降低能源消耗，节省生产成本。
•响应速度快：交流伺服电机响应速度快，可以在短时间内实现从静止到目标速度的转变，提高生产效率。
•可编程控制：交流伺服电机可以通过程序控制实现各种运动模式和轨迹规划，满足不同应用的需求。
总体而言，交流伺服电机在工业自动化领域具有重要地位，通过其高精度、高效率和快速的特点，为生产提供了稳定可靠的动力支持。
本文简要介绍了交流伺服电机的工作原理、应用领域以及优势特点，希望能够帮助读者更好地了解交流伺服电机的基本知识。
东能交流伺服驱动器基础技术手册
交流全数字伺服驱动器EPS系列基础技术手册z非常感谢您选购EPS系列交流伺服驱动器z在您使用驱动器之前，请仔细阅读本技术手册，按照手册上的规范操作·安全注意事项·· 安全注意事项 ·（使用前请仔细阅读）在产品的安装、运行、维护和检查前请仔细阅读本技术手册，在熟悉了有关设备的知识、安全信息和全部注意事项后再使用本产品。
请将此技术手册妥善保存，以备随时查阅。
如果您不能解决产品出现的问题，请及时联系我们。
由于产品的改进，手册内容可能变更，恕不另行通知。
在未得我公司授权下，用户对产品的改动我公司将不承担任何责任，产品的保修将因此作废。
注意下列警告，以免伤害人员、防止器件损坏。
下面的“危险”和“警告”符号是按照其事故危险的程度标出的危险指示一个潜在的危险情况，如果使用不当，会产生危险状况，有导致人员重伤甚至死亡的可能。
警告指示一个潜在的危险情况，如果使用不当，可能会产生危险状况，有导致人员受到中等程度伤害或轻伤的可能，或者发生物件损坏。
下列符号表示哪些是禁止的操作，哪些是必须遵守的。
·1··安全注意事项··2·目 录目录第一章功能和构成 (1)1.1EPS系列驱动器技术规格 (1)1.2EPS系列驱动器功能 (2)1.3EPS系列驱动器命名规则 (3)1.4EPS2系列驱动器外形尺寸 (4)1.5EPS2系列驱动器适配电机 (7)1.6各部分名称 (8)第二章安装 (9)2.1环境条件 (9)2.2驱动器安装场合 (9)2.3安装方向和间隔 (10)2.4电机的安装 (11)2.5伺服驱动器安装示意图 (11)2.6电缆应力 (12)第三章接线 (13)3.1伺服驱动器与外围设备的连接及构成 (13)3.2标准接线 (14)3.3端子功能 (17)3.4编码器信号端子CN3 (22)3.5I/O接口原理 (24)1.开关量输入接口 (24)2.开关量输出接口 (24)3.脉冲量输入接口 (25)4.伺服驱动器光电编码器输入接口 (25)5.长线驱动器（差分输出）输出接口 (26)·1·目 录3.6电源系统电路 (26)第四章参数 (28)4.1参数功能 (28)第五章监控与操作 (40)5.1面板操作 (40)5.2监视方式(DISP) (41)5.3参数设置(SET-P) (44)5.4参数管理(EEPOP) (44)5.5速度试运行 (46)第六章报警与处理 (48)6.1驱动器报警 (48)6.2报警处理 (49)第七章伺服电机 (54)7.1型号命名 (54)7.2电机安装尺寸 (57)附录 (60)·2·第一章 功能和构成·1·第一章 功能和构成1.1 EPS 系列驱动器技术规格表1.1 驱动器技术规格控制回路电源单相AC220V-15～+10% 50／60Hz主回路电源三/单相AC220V -15～+10% 50／60Hz环境温度工作：0～55 ℃存贮：-20℃～80℃ 湿度 小于90%（无结露）振动小于0.5G(4.9m/S 2)，10～60Hz （非连续运行）控制方式 IGBT PWM 正弦波控制控制模式①位置控制 ②速度控制 ③转矩控制 ④位置/速度控制⑤位置/转矩控制⑥速度/转矩控制⑦内部位置控制⑧内部速度控制⑨内部转矩控制⑩试运行控制控制输入① 伺服使能 ②报警清除 ③位置偏差清零 ④指令脉冲禁止CCW ⑤驱动禁止 CW ⑥驱动禁止 ⑦控制方式选择 ⑧零速箝位控制输出①伺服准备好 ②伺服报警 ③机械制动释放 ④位置／速度到达 ⑤零速检出 ⑥转矩限制中 Z ⑦相输出 编码器反馈 2500p/r ，15线增量型，差分输出 500 p/r ，15线增量型，差分输出 通讯方式 RS232 RS485 ①② 显示与操作 ①5位LED 显示 4②个按键 制动方式 通过内置/外接制动电阻能耗制动 冷却方式 风冷（热传导膜具、高速强冷风扇） 适配电机 可通过参数设置适配不同型号电机 功率范围≤5KW第一章 功能和构成·2·1.2 EPS 系列驱动器功能表1.2 驱动器功能一览表控制功能位置控制外部输入脉冲形式脉冲/方向，CW/CCW ，A/B 两相最大指令脉冲频率 500Kpps （差分输入）电子齿轮 1/1800～1800（推荐：1/50～50）脉冲输入指令禁止信号位有效时，指令脉冲输入被禁止；可通过参数屏蔽此信号内部位置指令 16种位置设定 速度控制外部速度指令 0～±10V DC零速钳位 通过此功能使得速度保持为0 速度控制范围 1～3000 内部速度指令4种速度设定 转矩控制外部转矩指令 0～±10V DC 内部转矩指令4种转矩设定转矩控制范围外部转矩指令：0～300% 内部转矩指令：0～300%驱动禁止 当CCWL/CWL 信号有效时，电机在CCW/CW 方向输出零速保持力矩 监视功能转速、当前位置、指令脉冲积累、位置偏差、电机转矩、电机电流、转子位置、指令脉冲频率、运行状态、输入输出端子信号等保护功能 过压、欠压、过流、过速、过载、Z 脉冲丢失、编码器出错、EEPROM 错误、位置超差等报警功能 工作异常时输出报警号，同时5个LED 小数点位闪烁 信号显示 在显示部分显示外部输入、输出信号的ON/OFF 状态 增益调整 在电机运行或停止时改变增益以调节驱动器性能 报警记录可记忆包括当前报警在内的4个报警记录第一章 功能和构成·3·1.3 EPS 系列驱动器命名规则EPS □--- □ □ □ □ □ □□ （□□）专用机型电源方式｛首数代表电压：2为220V ,3为380V末数代表相数：1为单相，3为三相 ｛1：2500p/r 2:500p/r 3：省线式｝ 连接方式｛L:螺丝固定 ｝功率值｛040→400W 075→750W …. 软件版本｛A →通用 B →通用BT 通用 W 袜机｝ 2为型材散热器）例如：EPS2—TA150L123(H)注：通用A 和通用B 的区别：编码器信号分周输出脉波信号的功能不同，通用A 分频比只能取1-255整除倍脉波信号数，通用B 可以任意取输出脉波信号数。
交流伺服电机 原理
交流伺服电机原理
交流伺服电机是一种常见的电机类型，广泛应用于工业机械、自动化设备、机器人等领域。
它具有准确的位置控制、高速响应、高运动精度等特点，因此在许多需要精确控制运动的场合得到广泛应用。
交流伺服电机的工作原理是通过电机驱动控制器中的控制算法，将电机的转动位置与目标位置进行比较，然后通过驱动器向电机供电，调整电机的转速和转矩，使得电机的转动位置逐渐接近目标位置。
控制器中的反馈装置可以提供电机当前的位置、速度等信息，使得控制器能够实时调整驱动信号，使电机稳定在目标位置上。
交流伺服电机主要由电机本体、编码器、驱动器和控制器组成。
电机本体是负责输出转矩和转动运动的部分，通常采用三相交流异步电机。
编码器用于实时检测电机的转动位置，将位置信号反馈给控制器。
驱动器是通过控制电源的电流和电压，提供适当的电能输入给电机，以实现控制电机转动的目的。
控制器则是根据编码器反馈的信息和控制算法，产生适当的驱动信号发送给驱动器。
交流伺服电机的运动控制通常采用闭环控制系统，即通过不断调整目标位置和实际位置之间的误差，使电机的转动达到精确的位置控制。
控制器中的控制算法一般采用PID算法，即比
例-积分-微分算法。
在实际应用中，还可以根据具体的需求进
行参数调整和优化，以实现更精确的控制效果。
总的来说，交流伺服电机通过控制器和驱动器的协作工作，利用编码器反馈信号实时调整驱动信号，从而实现精确的位置控制和运动控制。
它具有响应速度快、定位精度高、动态性能好等优点，成为许多自动化领域不可或缺的核心设备之一。
英威腾SV-DA200系列交流伺服驱动器直线伺服电机技术指南说明书
技术指南SV-DA200 系列交流伺服驱动器——直线伺服电机目录目录 (1)1直线电机专用型驱动器命名 (2)2直线电机调试 (3)2.1 端子接线 (3)2.2 参数设置 (3)2.3 电机相序选择 (3)2.4 磁极检测 (4)1直线电机专用型驱动器命名标识 标识说明 命名举例① 产品类别 SV ：伺服系统产品 ② 产品系列DA200：产品系列 ③ 功率等级0R1：100W 0R2：200W 0R4：400W 0R7：750W 1R0：1.0kW 1R5：1.5kW 2R0：2.0kW 3R0：3.0kW 4R4：4.4kW 5R5：5.5kW④ 输入电压等级 2：220VAC 4：400VAC ⑤伺服类型E ：脉冲型 S ：标准型C ：CANopen 总线型 N ：EtherCAT 总线型 ⑥ 编码器类型 0：增量型光栅尺 ⑦直线电机专用号00Z0：直线电机专用号不同机器类型功能区别：驱动器类型 符号 脉冲 输入 16位 模拟量输入第二 编码器STO RS485CANopen EtherCAT增量型光栅尺脉冲型 E0 ○ × ○ ×○ × × ○ 标准型 S0 ○ ○ ○ ○ ○ × × ○ 总线型C0 × × ○ × × ○ × ○ N0× × ○×××○○注：表中“○”表示有此功能，“×”表示无此功能。
2直线电机调试2.1 端子接线SV-DA200伺服驱动器支持差分输入正交A/B/(Z)信号光电式编码器，最高输入3M lines/sec，将此信号接在主编码器接口-CN2端口，CN2的正面示意图如下，CN2端子各引脚接线定义及功能描述见下表。
CN2端口功能表引脚号名称功能备注1 V+/SD+ 并行编码器V+/串行编码器数据+2 W+ 并行编码器W+信号3 A+ 并行编码器A+信号4 A- 并行编码器A-信号5 5V 编码器电源6 U+ 并行编码器U+信号7 V-/SD- 并行编码器V-/串行编码器数据-8 W- 并行编码器W-信号9 B- 并行编码器B-信号10 B+ 并行编码器B+信号11 U- 并行编码器U-信号12 GND 电源地13 Z- 并行编码器Z-信号14 Z+ 并行编码器Z+信号15 - 未使用2.2 参数设置在运行之前，需要设置直线伺服电机参数，具体数值可以从直线电机厂家的相关数据手册中查找，请将参数设置在P8.00-P8.14对应的参数中，并设置如下表格中参数。
交流伺服电机驱动器通讯技术探讨
能互 不干 扰 。而 且 ＦＧ 内部 实现 逻 辑功 能 可 随时编 程 更 改 ，只要 预 留足够 ＰＡ
ＩＯ ／ 管脚 及 内部逻 辑 资源 ，就可 以使 以后 的功 能扩 展变 得可 能 。如扩 展伺服 控 制 系统 多轴 控 制 功能 ，使 一 个伺 服 电机 控制 器 能控 制 多轴 电机 ， 降低成 本 ； 如增 加伺 服 控 制器 的输 入输 出功 能，用 户接 口 ，显示 接 口等 。完 成上
５结 论
换 实现 。这 一 数学 变 换极 大地 简化 了电机 内部 电气变 量 表达 式 ，实 现 了转
子 位置 角的解 耦 。
永 磁 同步 电机 作 为 电动 机 运 行 可 以进 行 开 环 或 闭环 控 制 ， 实现 转 矩
（ ）、转 速 、位 置伺 服控 制 。对 于 永磁 同步 电机 开 环 调速 驱动 系统 ，不 力 需 要安 装位 置和 速度 传 感器 ，只要 改变 供 电 电源 的频 率就 可 以实 现 电机 转 速 的调 节 。不过 ，在改 变频 率 的过 程 中永磁 同步 电机 与感 应 电机 不 同 ，感 应 电机 虽然 开环 速度 跟 踪精 度 不高 ，但 依 靠转 差 运行 的感 应 电机 不存 在 失 步 的 问题 。然而 ， 永磁 同步 电机 则 不 同 ，定子 电源 频 率不 能 改变 得太 快 。
由于 转子 磁场 固定 ，且 转子 机械 时 间常 数远 远 大于 电气 时 间常 数 ， 因此 ， 如果 定子 磁场 频 率上 升 太快 ，转 子惯 量 转速 来 不及 改变 ，使得 定 转子 磁场
之 间的相 位 差迅速 增 大 ， 电磁经 转矩 增 大 ；如 果定 转 子磁 场之 间 的相 位 差 超过 永磁 同 步 电机运 行 范围 后 ，电磁 转 矩反 而 减小 ，这 样 有可 能 出现 失 步 现 象 。对 于永 磁 同步 电机 闭环 控 制系 统 ，特 别是 位置 伺 服 系统 都 需要 转子 位 置信 息 ，以避 免上述 失 步现象 发 生。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
交流伺服电机的驱动技术标准化文件发布号：（9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
交流伺服电机的驱动技术
The amplifier for AC three-phase motors includes a pulse-width modulation circuit for voltage, current, and frequency control. Figure 11-81 shows an example of this type of amplifier. From the diagram you can see that this circuit is designed specifically for a three-phase trapezoidal motor. The transistors in the amplifier are connected in an H-bridge configuration. The motor windings are connected as a three-phase wye with no external wires connected to the wye point. This type of motor is also called a star connection when it is used with brushless AC servomotors.
The drive logic and PWM switching controller is shown in the diagram as a block that is identified as a logic and PWM circuit. This block shows six arrows pointing away from it and pointing to the transistors. These arrows represent the six circuits for the base of each of the six transistors. The block below the PWM circuit represents the current-sensing part of the amplifier. This section of the amplifier uses a recirculating chopper system to control the current in a manner that is similar to the chopper circuit in the DC amplifier. The signals for this section of the amplifier come from the voltage that is developed across the series resistors connected between the transistor section and the motors. As you know, the amount of current flowing to the motor will determine the amount of voltage drop across these resistors.
This amplifier has a velocity amplifier that receives the original command signal for the amplifier and the velocity feedback. The op amp provides an output that represents the difference (error) between the command signal and the feedback signal. The output of the velocity amp is sent to the torque amp, where it is combined with the feedback from the current-sensing block. The output from this op amp is sent to the logic and PWM circuit block where it acts as the command signal. The position encoder provides the feedback signal for this block. This means that the velocity and position amplifiers are actually a closed-loop system within a closed-loop system. The gain for each of these amplifiers must be tuned so that the system has the best torque response and smooth acceleration and deceleration.
FIGURE 11-81 An AC servo drive amplifier specifically designed to operate with an AC trapezoidal brushless servomotor.
The feedback mechanism is generally a brushless DC tach generator, or an AC generator. Each of these feedback mechanisms provides smooth feedback voltages. If an encoder is used, its binary (digital) signal must be converted to an analog signal through a D/A converter or a frequency-to-analog F/A type converter if the signal is produced as a frequency.。