伺服控制及电机驱动技术问答

伺服电机为什么不会丢步？

伺服电机驱动器接收电机编码器的反馈信号，并和指令脉冲进行比较，从而构成了一个位置的半闭环控制。所以伺服电机不会出现丢步现象，每一个指令脉冲都可以得到可靠响应。

机械制动的使用（简称伺服电机“抱闸”）

机械制动器是用于防止驱动器在失电状态下，机械设备的有关部分可能产生的跌落的运动。带有保持制动器的电机（俗称：抱闸电机）可以达到失电状态下制动的目的。抱闸电机只能用来工作台等相关机械部分的静止，不能用于减速停止机械运动。

交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上有什么区别？

交流伺服要好一些，因为是正弦波控制，转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单，便宜

什么是伺服电机？有几种类型？工作特点是什么？

伺服电动机又称执行电动机，在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。

分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。

伺服电机为什么不会丢步？

伺服电机驱动器接收电机编码器的反馈信号，并和指令脉冲进行比较，从而构成了一个位置的半闭环控制。所以伺服电机不会出现丢步现象，每一个指令脉冲都可以得到可靠响应。

伺服系统对伺服电机有那些要求？

a.调速范围宽而有良好的稳定性，尤其是低速时的速度平稳性。

b.负载特性硬，即使在低速时，也应有足够的负载能力。

c.具有快速响应特性，能够频繁启、停及换向。

伺服电机替换产品中的步进电机，应注意哪些问题？

a.为了保证控制系统改变不大，应选用数字式伺服系统，仍可采用原来的脉冲控制方式；

b.由于伺服电机都有一定过载能力，所以在选择伺服电机时，经验上可以按照所使用的步进电机输出扭矩的1/3来参考确定伺服电机的额定扭矩；

c.伺服电机的额定转速比步进电机的转速要高的多，为了充分发挥伺服电机的性能，最好增加减速装置，让伺服电机工作在接近额定转速下，这样也可以选择功率更小的电机，以降低成本。

用脉冲方式控制伺服电机的优点

a 可靠性高，不易发生飞车事故。用模拟电压方式控制伺服电机时，如果出现接线接错或使用中元件损坏等问题时，有可能使控制电压升至正的最大值。这种情况是很危险的。如果用脉冲作为控制信号就不会出现这种问题。

b 信号抗干扰性能好。数字电路抗干扰性能是模拟电路难以比拟的。

当然目前由于伺服驱动器和运动控制器的限制，用脉冲方式控制伺服电机也有一些性能方面的弱点。一是伺服驱动器的脉冲工作方式脱离不了位置工作方式，二是运动控制器和驱动器如何用足够高的脉冲信号传递信息。

伺服驱动器中电子齿轮用途及功能

a.电子齿轮可以用来任意的设置每个单位指令脉冲对应的电机速度和位移量（脉冲当量）

b.当上位控制器的脉冲发生器能力（最高输出频率）不足以获得所需速度时，可以用电子齿轮功能（指令脉冲倍频）来对指令脉冲做倍频调整。

细分步距角能否定位，我能否单步测量这种步距角？

驱动器的细分是由精密电路精确控制电机相电流所产生，是真正的细分，所以可以定位。如果要单步测量步距角的精度，注意一定要把驱动器的‘自动半电流功能’暂时取消，否则将会产生步距角不匀的假象。

步进电机升降速设计

步进电机启动时，必须有升速、降速过程，升降速的设计至关重要。如果设计不合适，将引起步进电机的堵转、失步、升降速过程慢等问题。

升速过程由突跳频率加升速曲线组成（降速过程反之），理想的升降速曲线为指数曲线，根据用户的负载情况选择不同的突跳频率和不同的指数曲线，以找到一条最理想的曲线，一般需要多次‘试机’才行。突跳频率不宜过大，。指数曲线在实际软件编程中比较麻烦，一般事先算好后存贮在ROM内，工作过程直接选取。

CP脉冲的设计主要要求其要有一定的脉冲宽度（一般不小于5μS）、脉冲序列的均匀度以及高低电平方式(要求为负脉冲方式) 。电机换向时，一定要在电机降速停止后再换向。换向信号一定要在前一个方向的最后一个CP脉冲结束后以及下一个方向的第一个CP脉冲前发出。

步进电机定位不准为什么？（丢步、多步或不转原因分析）

如果出现这种现象，主要是使用不当，请从以下方面检查：CP脉冲的电平方式、CP脉冲的宽度、信号连接线上是否有干扰（否则应采用屏蔽线）、突跳频率、升降速曲线、DIR信号的换向时刻、驱动器的拨位开关是否正确、采用非细分驱动器时是否工作在共振区、电机接线、机械连接是否有间隙（如果有，应在控制软件上做间隙补偿）、电机选型是否偏小等。

电机只有一个方向转，为什么？（电机不换向原因分析）

请检查：驱动器上拨位开关的第四位是否位置正确、驱动器上拨位开关的细分选择是否拨反（注意开关的定义是ON=0/OFF=1）、换向信号的幅值是否太大而烧坏内部限流电

阻。

“自动半电流功能”是怎么回事？

驱动器在步进脉冲信号停止施加２秒左右，会自动进入半电流状态，这时电机相电流为运行时的一半，以减小功耗和保护电机。

步进电机的转向和我要求的相反，怎样调整？

以改变控制系统的方向电平信号，也可以通过调整电机的接线来改变方向，具体做法如下：

对于二相电机，只需将其中一相的电机线交换接入驱动器即可，如把A+和A-交换。

对于三相电机，不能将其中一相的电机线交换，而应顺序交换其中的二相，如把A+和B+交换；把A-和B-交换。

驱动器细分有什么优点，为什么一定建议使用细分功能？

驱动器细分后的主要优点为：

1.完全消除了电机的低频振荡。低频振荡是步进电机（尤其是反应式电机）的固有特性，而细分是消除它的唯一途径，如果您的步进电机有时要在共振区工作（如走圆弧），选择细分驱动器是唯一的选择。

2.提高了电机的输出转矩。尤其是对三相反应式电机，其力矩比不细分时提高约30-4

0% 。

3.提高了电机的分辨率。由于减小了步距角、提高了步距的均匀度，‘提高电机的分辨率’是不言而喻的。