力士樂伺服電機MHD093C-058-PP0-RA

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德國博世力士樂（BOSCH-REXROTH）公司生產(chǎn)鐵氧體永磁的SD系列（17個規(guī)格）和稀土永磁的SE系列（8個規(guī)格）交流伺服電動機和Servodyn SM系列的驅動控制器。Indramat分部的MAC系列交流伺服電動機共有7個機座號92個規(guī)格。

交流伺服電動機定子的構造基本上與電容分相式單相異步電動機相似.其定子上裝有兩個位置互差90°的繞組，一個是勵磁繞組Rf，它始終接在交流電壓Uf上；另一個是控制繞組L，聯(lián)接控制信號電壓Uc。所以交流伺服電動機又稱兩個伺服電動機。

交流伺服電動機的轉子通常做成鼠籠式，但為了使伺服電動機具有較寬的調速范圍、線性的機械特性，無“自轉"現(xiàn)象和快速響應的性能，它與普通電動機相比，應具有轉子電阻大和轉動慣量小這兩個特點。目前應用較多的轉子結構有兩種形式：一種是采用高電阻率的導電材料做成的高電阻率導條的鼠籠轉子，為了減小轉子的轉動慣量，轉子做得細長；另一種是采用鋁合金制成的空心杯形轉子，杯壁很薄，僅0.2-0.3mm，為了減小磁路的磁阻，要在空心杯形轉子內(nèi)放置固定的內(nèi)定子.空心杯形轉子的轉動慣量很小，反應迅速，而且運轉平穩(wěn)，因此被廣泛采用。

交流伺服電動機在沒有控制電壓時，定子內(nèi)只有勵磁繞組產(chǎn)生的脈動磁場，轉子靜止不動。當有控制電壓時，定子內(nèi)便產(chǎn)生一個旋轉磁場，轉子沿旋轉磁場的方向旋轉，在負載恒定的情況下，電動機的轉速隨控制電壓的大小而變化，當控制電壓的相位相反時，伺服電動機將反轉。

永磁交流伺服電動機同直流伺服電動機比較，主要優(yōu)點有：

⑴無電刷和換向器，因此工作可靠，對維護和保養(yǎng)要求低。

⑵定子繞組散熱比較方便。

⑶慣量小，易于提高系統(tǒng)的快速性。

⑷適應于高速大力矩工作狀態(tài)。

⑸同功率下有較小的體積和重量。

步進電機作為一種開環(huán)控制的系統(tǒng)，和現(xiàn)代數(shù)字控制技術有著本質的聯(lián)系。在目前國內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)中，步進電機的應用十分廣泛。隨著全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn)，交流伺服電機也越來越多地應用于數(shù)字控制系統(tǒng)中。為了適應數(shù)字控制的發(fā)展趨勢，運動控制系統(tǒng)中大多采用步進電機或全數(shù)字式交流伺服電機作為執(zhí)行電動機。雖然兩者在控制方式上相似（脈沖串和方向信號），但在使用性能和應用場合上存在著較大的差異。現(xiàn)就二者的使用性能作一比較。

伺服電機分類：伺服電機直流伺服電機、交流伺服電機和步進電機。直流伺服電機分為有刷和無刷電機。

遙控（Radio Contriol）直流伺服電機是一種用于無線電控制和小型機器人，體積小、價格便宜、大量生產(chǎn)的執(zhí)行器。  

其主要特點是，當信號電壓為零時無自轉現(xiàn)象，轉速隨著轉矩的增加而勻速下降，控制比較容易，體積小重量輕，輸出功率和轉矩大，方便調速。啟動轉矩大，調速一般為變頻調速。在伺服系統(tǒng)中控制機械元件運轉的發(fā)動機.是一種補助馬達間接變速裝置。 

有刷電機成本低，結構簡單，啟動轉矩大，調速范圍寬，控制容易，需要維護，但維護方便（換碳刷），產(chǎn)生電磁干擾，對環(huán)境有要求。因此它可以用于對成本敏感的普通工業(yè)和民用場合。 

無刷電機體積小，重量輕，出力大，響應快，速度高，慣量小，轉動平滑，力矩穩(wěn)定。控制復雜，容易實現(xiàn)智能化，其電子換相方式靈活，可以方波換相或正弦波換相。電機免維護，效率很高，運行溫度低，電磁輻射很小，長壽命，可用于各種環(huán)境。

力士樂伺服電機MHD093C-058-PP0-RA，德國REXROTH伺服電機，力士樂伺服馬達；

力士樂REXROTH伺服電機

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伺服系統(tǒng)是具有反饋的閉環(huán)自動控制系統(tǒng)。它是由控制器、功率驅動裝置、反饋裝置和電動機組成的。利用伺服機構可以進行位置、速度、轉矩的單項控制及組合控制

轉矩控制： 通過外部模擬量的輸入或直接的地址的賦值來設定電機 軸對外的輸出轉矩的大小，主要應用于需要嚴格控制轉矩的場合。——電流環(huán)控制

速度控制：通過模擬量的輸入或脈沖的頻率對轉動速度的控制。 ——速度環(huán)控

位置控制： 伺服中常用的控制，位置控制模式一般是通過外部輸入的脈沖的頻率來確定轉動速度的大小，通過脈沖的個數(shù)來確定轉動的角度,所以一般應用于定位裝置 。 ——三環(huán)控制

衡量伺服控制系統(tǒng)性能的主要指標有頻帶寬度和精度。頻帶寬度簡稱帶寬，由系統(tǒng)頻率響應特性來規(guī)定，反映伺服系統(tǒng)的跟蹤的快速性。帶寬越大，快速性越好。伺服系統(tǒng)的帶寬主要受控制對象和執(zhí)行機構的慣性的限制。慣性越大，帶寬越窄。伺服系統(tǒng)精度指的是輸出量復現(xiàn)輸入信號要求的精確程度,以誤差的形式表現(xiàn),可概括為動態(tài)誤差,穩(wěn)態(tài)誤差和靜態(tài)誤差三個方面組成。

伺服驅動器與變頻器的差異

變頻器與伺服放大器在主回路與控制回路上的區(qū)別如下：

主回路：變頻器與伺服的構成基本相同。兩者的區(qū)別在于伺服中增加了稱為動態(tài)制動器的部件。停止時該部件能吸收伺服電機積累的慣性能量，對伺服電機進行制動。

控制回路：與變頻器相比，伺服的構成相當復雜。為了實現(xiàn)伺服機構，需要復雜的反饋、控制模式切換、限制（電流/速度/轉矩）等功能。

伺服驅動器與變頻器在性能及應用方面主要區(qū)別如下：

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編碼器保證。

矩頻特性不同

交流伺服電機運轉非常平穩(wěn)，即使在低速時也不會出現(xiàn)振動現(xiàn)象.在0.2r/MIN轉速下仍可拖動額定負載平穩(wěn)運轉，調速比可達到1:10000，這是變頻器遠遠達不到的。

具有過載能力不同

伺服驅動器一般具有短時3倍過載能力，可用于克服慣性負載在啟動瞬間的慣性力矩。變頻器一般允許1.5倍過載。

加減速性能不同

在空載情況下伺服電機從靜止狀態(tài)加速到2000r/min，用時不會超20mS。電機的加速時間跟電機軸的慣量以及負載有關系，通常慣量和負載越大加速時間越長。

動態(tài)響應品質優(yōu)良

伺服電機在位置控制模式下，突加負載或撤載，幾乎沒有超調現(xiàn)象，電機轉速不會產(chǎn)生波動，保證了機床加工的精度。

驅動對象不同

變頻器是用來控制交流異步電機，伺服驅動器用來控制交流永磁同步電機。伺服系統(tǒng)的性能不僅取決于驅動器的性能，而且跟伺服電機的性能有直接的關系。伺服電機的材料、結構和加工工藝要遠遠高于變頻器驅動的交流電機，電機方面的嚴重差異也是兩者性能不同的根本。

應用場合不同

變頻控制與伺服控制是兩個范疇的控制。前者屬于傳動控制領域,后者屬于運動控制領域。一個是滿足一般工業(yè)應用要求，對性能指標要求不高的應用場合，追求低成本、少維護、使用簡單等特點的驅動產(chǎn)品。另一個就是代表著工業(yè)自動化發(fā)展水平的產(chǎn)品，追求高性能、高響應、高精度 。

伺服和變頻器在使用目的、功能方面存在本質的差異。選擇哪一個取決于運行模式、負載條件、價格等因素。

基本上伺服的性能比變頻器*。因此，由變頻器變更為伺服時，一般不會產(chǎn)生運行方面的問題。但是，必須考慮下列幾點。

機械側的剛性

伺服的最大轉矩約為變頻器的2倍。因此，如果機械結構比較脆弱，加、減速時可能會產(chǎn)生振動（振蕩現(xiàn)象）。此時，須采取加固機械結構、減小伺服系統(tǒng)的增益（控制靈敏度）等措施。

換算到電機軸的負載慣性大小（慣性）

與變頻器相比，伺服對于負載慣性的大小很敏感。相對于電機本身的轉動慣量，如果負載的轉動慣量過大，則電機軸會被負載拖著旋轉，從而導致控制不穩(wěn)定。因此，根據(jù)機械負載選擇合適的伺服容量至關重要。

電機軸的振動

安裝電機的部位發(fā)生機械振動時，會給電機的轉軸帶來影響。尤其對內(nèi)置編碼器的伺服電機，有時必須采取降低振動的措施。

減速機構的打滑

伺服的基本概念是準確、精確、快速定位。變頻是伺服控制的一個必須的內(nèi)部環(huán)節(jié)，伺服驅動器中同樣存在變頻（需進行無級調速）。但伺服將電流環(huán)速度環(huán)或者位置環(huán)都閉合進行控制。除此外，伺服電機的構造與普通電機是有區(qū)別的，要滿足快速響應和準確定位。現(xiàn)在市面上流通的交流伺服電機多為永磁同步交流伺服，但這種電機受工藝限制，很難做到很大的功率，十幾KW以上的同步伺服價格及其昂貴，這樣在現(xiàn)場應用允許的情況下多采用交流異步伺服，這時控制系統(tǒng)就成了變頻器帶編碼器反饋的閉環(huán)控制即的變頻控制。所謂伺服就是要滿足準確、精確、快速定位，只要滿足就不存在伺服變頻之爭。

伴隨技術的日益革新，機床的發(fā)展經(jīng)歷了由機械---液壓---伺液混合---伺服的歷程，每一次的革新都為機床帶來質的飛躍。

數(shù)控液壓系統(tǒng)的通過改變壓強增大作用力。一個完整液壓系統(tǒng)由五個部分組成，即動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件（附件）和液壓油。數(shù)控液壓控制系統(tǒng)要使液壓系統(tǒng)輸出滿足特定的性能要求（特別是動態(tài)性能）。數(shù)控液壓系統(tǒng)常用的控制方式可分為泵控式系統(tǒng)和閥控式系統(tǒng)兩種。

數(shù)控液壓系統(tǒng)一般可分為三類:一是用計算機通過D/A轉換及伺服放大器來控制伺服閥(或比例閥)。另一種是由計算機控制脈寬調制放大器，并操縱高速開關閥工作，第三種是由計算機發(fā)出脈沖序列，經(jīng)驅動電源功率放大后，直接控制帶步進電機的液壓閥動作。

第一種控制方式一般都采用閉環(huán)控制才能滿足要求，若采用伺服控制，其特點是控制精度高、頻率響應快，但價格昂貴。若采用比例控制，由于比例電磁鐵性能所限，使其滯環(huán)、線性度、頻響等均受影向。

后面兩種控制方式:脈寬調制放大器+高速開關閥和由驅動電源+步進電機帶動的閥都叫直接式數(shù)字閥(簡稱數(shù)字閥)。由數(shù)字閥組成的數(shù)控液壓系統(tǒng)通常采用開環(huán)控制便能滿足精度要求。因此，這種數(shù)控液壓系統(tǒng)廣泛應用于機床、工程機械以及石油化工等行業(yè)的機械設備。

全閉式數(shù)控液壓系統(tǒng)是一種以數(shù)控雙向變量泵供油的、閉式回路的、分工況功率匹配的、微機閉環(huán)控制的、集節(jié)能與控制于一體的機電液一體化節(jié)能系統(tǒng)。

采用閉式容積調速回路，不存在節(jié)流閥、溢流閥和換向閥，其結構組成比傳動液壓系統(tǒng)簡化，減少了閥口和管路的能量損失；采用數(shù)控雙向變量泵供油、分工況功率匹配技術，使系統(tǒng)處于率下工作；采用微機測控技術的多傳感器閉環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)可獲得系統(tǒng)佳綜合性能。

系統(tǒng)組成

根據(jù)負載運動形式，全閉式數(shù)控液壓系統(tǒng)可以組成泵控馬達系統(tǒng)，也可以組成泵控缸系統(tǒng)。與傳統(tǒng)閉式容積調速回路一樣，可以以變量泵-定量馬達、定量泵-變量馬達或變量泵-變量馬達形式工作。采用數(shù)控雙向變量泵－變量馬達容積調速液壓系統(tǒng)。