數(shù)控機床上使用的伺服驅(qū)動器，大多是專用的直流伺服電動機，如改進型直流電動機、小慣量直流電動機，永磁式直流伺服電動機、無刷直流電動機等。自20世紀(jì)so年代中期以來，以交流異步電動機和永磁同步電動機為基礎(chǔ)的交流進給驅(qū)動得,到了迅速的發(fā)展，它是機床進給驅(qū)動發(fā)展的一個方向。由于數(shù)控機床對伺服系統(tǒng)提出了嚴(yán)格的技術(shù)要求，伺服電機驅(qū)動器也對其自身的執(zhí)行機構(gòu)——電動機提出了嚴(yán)格的要求。1 )電動機應(yīng)能承受頻繁啟動、制動和反轉(zhuǎn)。2 )電動機應(yīng)具有大的較長時間的過載能力，以滿足低速大轉(zhuǎn)矩的要求。 一般直流伺服電動機要求在數(shù)分鐘內(nèi)過載4—6倍而不損壞。3 )從zui低速到zui高速電動機都能干穩(wěn)運轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩波動小，尤其在低速(如o.1r/min)或更低速時，仍有平穩(wěn)的速度而無爬行現(xiàn)象。4 )為滿足快速響應(yīng)的要求，伺服驅(qū)動器應(yīng)有較小的轉(zhuǎn)動慣量和大的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，并具有盡可能小的時間常數(shù)和啟動電壓。電動機應(yīng)具有耐受4000rad/s2以上角加速度的能力，才能保證電動機可在0.2s以內(nèi)從靜止啟動到額定轉(zhuǎn)速。

        伺服電機的選型及故障處理、 一、伺服電機原理 伺服電機(servomotor)是指在伺服系統(tǒng)中控制機械元件運轉(zhuǎn)的發(fā)動機。伺服電機可以控制速度，位置精度非常準(zhǔn)確，可以將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動控制對象。伺服電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號控制，并能快速反應(yīng)，在自動控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，可把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機軸上的角位移或角速度輸出?！八欧币辉~源于希臘語“奴隸”的意思，“伺服電機”可以理解為絕對服從控制信號指揮的電機：在控制信號發(fā)出之前，轉(zhuǎn)子靜止不動，當(dāng)控制信號發(fā)出時，轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動；當(dāng)控制信號消失時，轉(zhuǎn)子能即時停轉(zhuǎn)。因此伺服電機指的是隨時跟隨命令進行動作的一種電機，是以其工作性質(zhì)命名的。伺服主要靠脈沖來定位，伺服電機接收到一個脈沖就會旋轉(zhuǎn)一個脈沖對應(yīng)的角度，從而實現(xiàn)位移。伺服本身帶有編碼器，具備發(fā)出脈沖的功能，所以伺服電機每旋轉(zhuǎn)一個角度，就會發(fā)出對應(yīng)數(shù)量的脈沖。等于是把電機旋轉(zhuǎn)的詳細(xì)信息反饋回去，形成閉環(huán)。這樣的話，系統(tǒng)就會知道發(fā)了多少脈沖給電機，同時又收了多少脈沖回來，這樣就能很精準(zhǔn)的控制電機的轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)非常精準(zhǔn)的定位。 二、伺服電機分類 1、直流伺服 結(jié)構(gòu)簡單控制容易。但從實際運行考慮，直流伺服電動機引入了機械換向裝置，成本高，故障多，維護困難，經(jīng)常因碳刷產(chǎn)生的火花影響生產(chǎn)，會產(chǎn)生電磁干擾。而且碳刷需要維護更換。機械換向器的換向能力，也限制了電動機的容量和速度。交流伺服 分為永磁同步伺服電機和異步伺服電機。目前運動控制基本都用同步電機。永磁同步伺服電機內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動器控制的U/V/W三相電形成電磁場，轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動，同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動器，驅(qū)動器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度。伺服電機的精度決定于編碼器的精度（線數(shù)）。特點如下： 1、控制速度非?？?，從啟動到額定轉(zhuǎn)速只需幾毫秒；而相同情況下異步電機卻需要幾秒鐘。 2、啟動扭矩大，可以帶動大慣量的物體進行運動。 l 3、功率密度大，相同功率范圍下相比異步電機可以把體積做得更小、重量做得更輕。 4、運行效率高。 l 5、可支持低速長時間運行。 l 6、斷電無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，可快速控制停止動作。 7、控制和響應(yīng)性能比異步伺服電機高很多。

        直線電機容易改變形狀的特點可以使采用線性直線機構(gòu)的各種裝置實現(xiàn)小型化和輕量化。7.一體化和集成化 電動機、反饋、控制、驅(qū)動、通訊的縱向一體化成為當(dāng)前小功率伺服系統(tǒng)的一個發(fā)展方向。有時我們稱這種集成了驅(qū)動和通訊的電機叫智能化電機(SmartMotor)，有時我們把集成了運動控制和通訊的驅(qū)動器叫伺服電機控制器。電機、驅(qū)動和控制的集成使三者從設(shè)計、制造到運行、維護都更緊密地融為一體。但是這種方式面臨更大的技術(shù)挑戰(zhàn)(如可靠性)和工程師使用習(xí)慣的挑戰(zhàn)，因此很難成為主流，在整個伺服市場中是一個很小的有特色的部分。8.通用化 通用型驅(qū)動器配置有大量的參數(shù)和豐富的菜單功能，便于用戶在不改變硬件配置的條件下,方便地設(shè)置成V/F控制、無速度傳感器開環(huán)矢量控制、閉環(huán)磁通矢量控制、永磁無刷交流伺服電動機控制及再生單元等五種工作方式控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，適用于各種場合，可以驅(qū)動不同類型的電機，比如異步電機、交流伺服電機、無刷直流電機、步進電機，也可以適應(yīng)不同的傳感器類型甚至無位置傳感器?？梢允褂秒姍C本身配置的反饋構(gòu)成半閉環(huán)控制系統(tǒng)，也可以通過接口與外部的位置或速度或力矩傳感器構(gòu)成高精度全閉環(huán)控制系統(tǒng)。9.從故障診斷到預(yù)測性維護 隨著機器安全標(biāo)準(zhǔn)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的故障診斷和保護技術(shù)(問題發(fā)生的時候判斷原因并采取措施避免故障擴大化)已經(jīng)落伍，最新的產(chǎn)品嵌入了預(yù)測性維護技術(shù)，使得人們可以通過Internet及時了解重要技術(shù)參數(shù)的動態(tài)趨勢，并采取預(yù)防性措施。比如：關(guān)注電流的升高，負(fù)載變化時評估尖峰電流，外殼或鐵芯溫度升高時監(jiān)視溫度傳感器，以及對電流波形發(fā)生的任何畸變保持警惕。10.小型化和大型化 無論是永磁無刷伺服電機還是步進電機都積極向更小的尺寸發(fā)展，比如20，28，35mm外徑;同時也在發(fā)展更大功率和尺寸的機種，已經(jīng)看到500KW永磁伺服電機的出現(xiàn)。體現(xiàn)了向兩極化發(fā)展的傾向。

        伺服電機采用恒流驅(qū)動技術(shù)，并在靜態(tài)和低速下，電流會維持恒定，以保持恒力矩輸出。速度高到一定程度，電機內(nèi)部反電勢升高，電流將逐步下降，力矩也會下降。因此，因銅損帶來的發(fā)熱情況就與速度相關(guān)了。靜態(tài)和低速時一般發(fā)熱高，高速時發(fā)熱低。但是鐵損變化的情況卻不盡然，而電機整個的發(fā)熱是二者之和?！　≈绷魉欧姍C,它包括定子、轉(zhuǎn)子鐵芯、電機轉(zhuǎn)軸、伺服電機繞組換向器、伺服電機繞組、測速電機繞組、測速電機換向器,所述的轉(zhuǎn)子鐵芯由矽鋼沖片疊壓固定在電機轉(zhuǎn)軸上構(gòu)成。直流電機有著良好精確的速度控制特征不說，還有可以再整個速度區(qū)內(nèi)實現(xiàn)平滑控制，幾乎沒有任何振蕩，高效率，不發(fā)熱。伺服電機可分為交流和直流,交流伺服電機內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動器控制的U/V/W三相電形成電磁場，轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動，同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動器，驅(qū)動器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度。伺服電機的精度決定于編碼器的精度.　　控制精度不同，交流伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。對于帶標(biāo)準(zhǔn)2500線編碼器的電機而言，由于驅(qū)動器內(nèi)部采用了四倍頻技術(shù)，其脈沖當(dāng)量為360°/10000=0.036°。對于帶17位編碼器的電機而言，驅(qū)動器每接收217=131072個脈沖電機轉(zhuǎn)一圈，即其脈沖當(dāng)量為360°/131072=9.89秒?！　∪欢涣麟姍C的特性是比較軟，當(dāng)達到額定力矩后，如果負(fù)載力矩增加，就很容易造成突然的失速。但是直流電動機具有響應(yīng)快速、較大的起動轉(zhuǎn)矩、從零轉(zhuǎn)速至額定轉(zhuǎn)速具備可提供額定轉(zhuǎn)矩的性能。 交流電機雖然沒有碳刷及整流子，免維護、堅固、應(yīng)用廣，但特性上若要達到相當(dāng)于直流電機的性能須用復(fù)雜控制技術(shù)才能達到?，F(xiàn)今半導(dǎo)體發(fā)展迅速功率組件切換頻率加快許多，提升驅(qū)動電機的性能?！　　⊥ǔ８黝愃欧姍C，內(nèi)部都是有鐵芯和繞組線圈的。繞組有電阻，通電會產(chǎn)生損耗，損耗大小與電阻和電流的平方成正比，這就是我們常說的銅損，如果電流不是標(biāo)準(zhǔn)的直流或正弦波，還會產(chǎn)生諧波損耗；鐵心有磁滯渦流效應(yīng)，在交變磁場中也會產(chǎn)生損耗，其大小與材料，電流，頻率，電壓有關(guān)，這叫鐵損。 銅損和鐵損都會以發(fā)熱的形式表現(xiàn)出來，從而影響電機的效率。伺服電機廠家">伺服電機廠家一般追求定位精度和力矩輸出，效率比較低，電流一般比較大，且諧波成分高，電流交變的頻率也隨轉(zhuǎn)速而變化，因而步進電機普遍存在發(fā)熱情況，且情況比一般交流電機嚴(yán)重?！　∫虼耍谖⑻幚頇C和專用的芯片的速度亦越來越快條件下，直流電動機將在國內(nèi)和國外的各個市場將有更大的快速發(fā)展。

關(guān)鍵詞:如何使用伺服電機分析和排除,如何維護伺服電機控制器軸承過熱的原因.

來源：機電設(shè)備網(wǎng)