伺服驱动器CSB01.1C-PB-ENS-EN2-NN-S-NN-FW

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伺服驱动器又称为“伺服控制器"、“伺服放大器"，工作原理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。一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制，实现高精度的传动系统定位，目前是传动技术的产品。

PLC输出的只是方波，而驱动器输出的是正弦波。可以理解成PLC的脉冲是伺服驱动器的工作指令。伺服驱动器，可以理解成一个能满足伺服电机工作的交流电源，它驱动伺服电机时候，并不是直接把PLC的脉冲简单放大而是理解这些脉冲是做什么的，然后通过PWM方式模拟输出正弦波来控制伺服电机工作。

一般PLC发脉冲，是PLS脉冲，就是脉宽和间隔是固定的方波，这个方波的个数，可以理解成“步距"，就是一个脉冲下来，伺服电机要走“一步"（就是转动多少角度），所以脉冲方波个数越多，伺服电机转动的角度就对于越多，所以伺服驱动器就要输出能让伺服电机转动多少角度的波形了，但是伺服电机无法像步进电机那样来靠电机结构简单完成了，它需要有个位置环来做闭环，也就是靠编码器的脉冲测量当前的电机转角变化了多少，然后再通过PID来调整输出电压和输出频率了。

也就是伺服驱动器要把接受到的PLC脉冲和电机反馈回来的编码器脉冲来比较（可以简单理解成相减），然后经过PID计算后输出一个值，再给到所谓速度环和电流环，再计算，最后通过PWM手段来控制IGBT模块，输出一定方波来模拟正弦波控制伺服电机的转速来满足它要转动到什么角度位置。从底层的角度来看，伺服驱动器的控制和矢量变频器的控制是差不多的。

交流伺服的技术本身就是借鉴并应用了变频的技术，在直流电机的伺服控制的基础上通过变频的PWM方式模仿直流电机的控制方式来实现的，也就是说交流伺服电机必然有变频的这一环节：变频就是将工频的50、60HZ的交流电先整流成直流电，然后通过可控制门极的各类晶体管（IGBT，IGCT等）通过载波频率和PWM调节逆变为频率可调的波形类似于正余弦的脉动电，由于频率可调，所以交流电机的速度就可调了（n=60f/p ，n转速，f频率， p极对数）

简单的变频器只能调节交流电机的速度，这时可以开环也可以闭环要视控制方式和变频器而定，这就是传统意义上的V/F控制方式。很多的变频已经通过数学模型的建立，将交流电机的定子磁场UVW3相转化为可以控制电机转速和转矩的两个电流的分量，大多数能进行力矩控制的的变频器都是采用这样方式控制力矩，UVW每相的输出要加霍尔效应的电流检测装置，采样反馈后构成闭环负反馈的电流环的PID调节；ABB的变频又提出和这样方式不同的直接转矩控制技术，具体请查阅有关资料。这样可以既控制电机的速度也可控制电机的力矩，而且速度的控制精度优于v/f控制，编码器反馈也可加可不加，加的时候控制精度和响应特性要好很多。

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德国力士乐REXROTH伺服驱动器订货号物料号和型号：

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R911329922 CSB01.1C-S3-ENS-MEM-L2-S-NN-FW

R911316711 CSB01.1C-S3-ENS-MEM-NN-S-NN-FW

R911330197 CSB01.1C-S3-ENS-NNN-L1-S-K1-FW

伺服进给系统的要求

1、调速范围宽

2、定位精度高

3、有足够的传动刚性和高的速度稳定性

4、快速响应，无超调

为了保证生产率和加工质量，除了要求有较高的定位精度外，还要求有良好的快速响应特性，即要求跟踪指令信号的响应要快，因为数控系统在启动、制动时，要求加、减加速度足够大，缩短进给系统的过渡过程时间，减小轮廓过渡误差。

5、低速大转矩，过载能力强

一般来说，伺服驱动器具有数分钟甚至半小时内1.5倍以上的过载能力，在短时间内可以过载4～6倍而不损坏。

6、可靠性高

要求数控机床的进给驱动系统可靠性高、工作稳定性好，具有较强的温度、湿度、振动等环境适应能力和很强的抗干扰的能力。

对电机的要求

1、从低速到高速电机都能平稳运转，转矩波动要小，尤其在低速如0.1r/min或更低速时，仍有平稳的速度而无爬行现象。

2、电机应具有大的较长时间的过载能力，以满足低速大转矩的要求。一般直流伺服电机要求在数分钟内过载4～6倍而不损坏。

3、为了满足快速响应的要求，电机应有较小的转动惯量和大的堵转转矩，并具有尽可能小的时间常数和启动电压。

4、电机应能承受频繁启、制动和反转。

位置比例增益

1、设定位置环调节器的比例增益；

2、设置值越大，增益越高，刚度越大，相同频率指令脉冲条件下，位置滞后量越小。但数值太大可能会引起振荡或超调；

3、参数数值由具体的伺服系统型号和负载情况确定。

位置前馈增益

1、设定位置环的前馈增益；

2、设定值越大时，表示在任何频率的指令脉冲下，位置滞后量越小；

3、位置环的前馈增益大，控制系统的高速响应特性提高，但会使系统的位置不稳定，容易产生振荡；

4、不需要很高的响应特性时，本参数通常设为0表示范围：0~100%。

速度比例增益

1、设定速度调节器的比例增益；

2、设置值越大，增益越高，刚度越大。参数数值根据具体的伺服驱动系统型号和负载值情况确定。一般情况下，负载惯量越大，设定值越大；

3、在系统不产生振荡的条件下，尽量设定较大的值。

速度积分时间常数

1、设定速度调节器的积分时间常数；

2、设置值越小，积分速度越快。参数数值根据具体的伺服驱动系统型号和负载情况确定。一般情况下，负载惯量越大，设定值越大；

3、在系统不产生振荡的条件下，尽量设定较小的值。

速度反馈滤波因子

1、设定速度反馈低通滤波器特性；

2、数值越大，截止频率越低，电机产生的噪音越小。如果负载惯量很大，可以适当减小设定值。数值太大，造成响应变慢，可能会引起振荡；

3、数值越小，截止频率越高，速度反馈响应越快。如果需要较高的速度响应，可以适当减小设定值。

大输出转矩设置

1、设置伺服电机的内部转矩限制值；

2、设置值是额定转矩的百分比；

3、任何时候，这个限制都有效定位完成范围；

4、设定位置控制方式下定位完成脉冲范围；

5、本参数提供了位置控制方式下驱动器判断是否完成定位的依据，当位置偏差计数器内的剩余脉冲数小于或等于本参数设定值时，驱动器认为定位已完成，到位开关信号为 ON，否则为OFF；

6、在位置控制方式时，输出位置定位完成信号，加减速时间常数；

7、设置值是表示电机从0~2000r/min的加速时间或从2000~0r/min的减速时间；

8、加减速特性是线性的到达速度范围；

9、设置到达速度；

10、在非位置控制方式下，如果电机速度超过本设定值，则速度到达开关信号为ON，否则为OFF；

11、在位置控制方式下，不用此参数；

12、与旋转方向无关。

1、伺服控制器通过自动化接口可很方便地进行操作模块和现场总线模块的转换，同时使用不同的现场总线模块实现不同的控制模式(RS232、RS485、光纤、InterBus、ProfiBus)，而通用变频器的控制方式比较单一。

2、伺服控制器直接连接旋转变压器或编码器，构成速度、位移控制闭环。而通用变频器只能组成开环控制系统。

3伺服控制器的各项控制指标(如稳态精度和动态性能等)优于通用变频器。

（1）伺服系统：是使物体的位置、方位、状态等输出，能够跟随输入量（或给定值）的任意变化而变化的自动控制系统。

（2）在自动控制系统中，能够以一定的准确度响应控制信号的系统称为随动系统，亦称伺服系统。

伺服的主要任务是按控制命令的要求，对功率进行放大、变换与调控等处理，使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制得非常灵活方便。

1.3 伺服系统的组成

伺服系统可分为开环、半闭环、闭环控制系统。

具有反馈的闭环自动控制系统由位置检测部分、偏差放大部分、执行部分及被控对象组成。

1.4 伺服系统的性能要求

伺服系统必须具备可控性好，稳定性高和适应性强等基本性能。说明一下，可控性好是指讯号消失以后，能立即自行停转；稳定性高是指转矩随转速的增加而均匀下降；适应性强是指反应快、灵敏、响态品质好。

1.5 伺服系统的种类

通常根据伺服驱动机的种类来分类，有电气式、油压式或电气—油压式三种。

伺服系统若按功能来分，则有计量伺服和功率伺服系统；模拟伺服和功率伺服系统；位置伺服和加速度伺服系统等。

电气式伺服系统根据电气信号可分为DC直流伺服系统和AC交流伺服系统二大类。AC交流伺服系统又有异步电机伺服系统和同步电机伺服系统两种。