伺服系统选型入门知识
发布时间：
2020-06-12 11:52
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伺服系统（servomechanism）又称随动系统，是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。伺服系统使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标（或给定值）的任意变化的自动控制系统。伺服系统主要由三部分组成：运动控制卡(器)，伺服驱动器和伺服电机。本文主要介绍伺服驱动器选型、伺服电机选型过程中的几个重要参数，提供伺服系统选型的入门知识。
伺服驱动器（servo drives）又称为“伺服控制器”、“伺服放大器”，是用来控制伺服电机的一种控制器，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。
伺服驱动器广泛应用于注塑机领域、纺织机械、包装机械、数控机床领域等。以奥通伺服驱动系统典型应用案例为参考：机器视觉金属材料分析实验室、电液伺服热压成型机。
▲机器视觉金属材料分析实验室
▲电液伺服热压成型机
如何选择一款合适的伺服驱动器满足工业需求呢？我们都知道，工业作业环境往往比较严苛，不仅受到供电电压、工作环境温度、作业环境的影响；同时根据生产需求，对系统的精密控制、和反馈都有着很强的要求，所以需要考虑的因素比较多，这里主要给大家介绍一下根据系统的要求选择。
▲奥通ATS20命名规则：选型参考
从命名规则参数表里面我们能很直观的看到，系列号、额定功率、输入电压、控制方式和编码器反馈类型等。一一给大家做个介绍：
产品系列号：
从系列号我们能够快速定位找到所对应的伺服驱动器型号。
额定功率和输入电压：
伺服驱动器不同功率段所需要的电压有所区别，中小功率段如400w一般采用单相AC220v，而大功率如22Kw伺服则采用三相AC380v。
控制方式：
伺服驱动器有三种控制方式：力矩、速度、位置模式。这三种控制方式均可通过模拟、脉冲、总线的方式实现控制。实际应用中模拟多用于力矩模式的控制，在速度模式和位置模式下应用较少；位置模式可使用脉冲+方向（P+D）控制，实际应用还可能用到脉冲正交编码（A+B）方式进行控制。总线控制形式，比如Modbus/CANopen/EtherCAT等。
▲ATS20支持脉冲、Modbus/CANopen/EtherCAT
编码器反馈类型：
反馈元件，反馈传感器也是种类繁多，根据是否要做闭环，选择反馈传感器，编码器、测速电机、旋变等。如果系统中带有反馈元件，这时候在选择驱动器时就要考虑驱动器是否支持这种反馈，反馈种类，或者是反馈的信号输出形式。
其次是使用环境：
主要是考虑温度方面的影响，还有就是工况，是否需要防护罩等。
▲环境因素示例：熔铸厂环境温度高达40℃
▲ATS20支持宽温工作环境，-40℃~55℃
根据这些信息我们大致能选出与电机匹配的伺服驱动器，除此之外也就是前面说到的，安装尺寸是否合适等。
02 选择合适的伺服电机
伺服电机（servo motor）是指在伺服系统中带动负载部件的动力装置，是一种补助马达间接变速装置。在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高等特性，可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。
1、电机的安装尺寸
可以参考设备之前所用哪个品牌伺服电机的安装，注意法兰、轴径、键槽尺寸、油封，是否带刹车等。
2、电机的最高转速
电机选择首先考虑电机的最高转速，电机转速应严格控制在电机的额定转速之内。
3、电机的额定扭矩
电机长时间工作的扭矩应严格控制在电机的额定扭矩的70-80%。允许短时间瞬间过载2-3倍持续1-2s。
实际伺服电机选型过程中，首先考虑电机的额定扭矩，其次是功率，最后是转速。
那么今天的介绍就到这里了，相信通过上面的介绍大家对伺服系统的选型有了基本的认识，希望通过这个文章，大家能在伺服系统选型过程中有所启发。想了解更多有关伺服系统选型和产品信息请关注公众号——奥通Aicortech。