通用型與脈沖型伺服驅(qū)動(dòng)器的區(qū)別

　　伺服驅(qū)動(dòng)器

　　伺服驅(qū)動(dòng)器（servo drives）又稱為“伺服控制器”、“伺服放大器”，是用來(lái)控制伺服電機(jī)的一種控制器，其作用類似于變頻器作用于普通交流馬達(dá)，屬于伺服系統(tǒng)的一部分，主要應(yīng)用于高精度的定位系統(tǒng)。一般是通過(guò)位置、速度和力矩三種方式對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)高精度的傳動(dòng)系統(tǒng)定位，目前是傳動(dòng)技術(shù)的高端產(chǎn)品。

　　伺服驅(qū)動(dòng)器是現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)控制的重要組成部分，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人及數(shù)控加工中心等自動(dòng)化設(shè)備中。尤其是應(yīng)用于控制交流永磁同步電機(jī)的伺服驅(qū)動(dòng)器已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)。當(dāng)前交流伺服驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)中普遍采用基于矢量控制的電流、速度、位置3閉環(huán)控制算法。該算法中速度閉環(huán)設(shè)計(jì)合理與否，對(duì)于整個(gè)伺服控制系統(tǒng)，特別是速度控制性能的發(fā)揮起到關(guān)鍵作用 。

　　在伺服驅(qū)動(dòng)器速度閉環(huán)中，電機(jī)轉(zhuǎn)子實(shí)時(shí)速度測(cè)量精度對(duì)于改善速度環(huán)的轉(zhuǎn)速控制動(dòng)靜態(tài)特性至關(guān)重要。為尋求測(cè)量精度與系統(tǒng)成本的平衡，一般采用增量式光電編碼器作為測(cè)速傳感器，與其對(duì)應(yīng)的常用測(cè)速方法為M/T測(cè)速法。M/T測(cè)速法雖然具有一定的測(cè)量精度和較寬的測(cè)量范圍，但這種方法有其固有的缺陷，主要包括：1）測(cè)速周期內(nèi)必須檢測(cè)到至少一個(gè)完整的碼盤脈沖，限制了最低可測(cè)轉(zhuǎn)速；2）用于測(cè)速的2個(gè)控制系統(tǒng)定時(shí)器開(kāi)關(guān)難以嚴(yán)格保持同步，在速度變化較大的測(cè)量場(chǎng)合中無(wú)法保證測(cè)速精度。因此應(yīng)用該測(cè)速法的傳統(tǒng)速度環(huán)設(shè)計(jì)方案難以提高伺服驅(qū)動(dòng)器速度跟隨與控制性能 。

　　工作原理

　　目前主流的伺服驅(qū)動(dòng)器均采用數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）作為控制核心，

　　可以實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的控制算法，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模塊（IPM）為核心設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)電路，IPM內(nèi)部集成了驅(qū)動(dòng)電路，同時(shí)具有過(guò)電壓、過(guò)電流、過(guò)熱、欠壓等故障檢測(cè)保護(hù)電路，在主回路中還加入軟啟動(dòng)電路，以減小啟動(dòng)過(guò)程對(duì)驅(qū)動(dòng)器的沖擊。功率驅(qū)動(dòng)單元首先通過(guò)三相全橋整流電路對(duì)輸入的三相電或者市電進(jìn)行整流，得到相應(yīng)的直流電。經(jīng)過(guò)整流好的三相電或市電，再通過(guò)三相正弦PWM電壓型逆變器變頻來(lái)驅(qū)動(dòng)三相永磁式同步交流伺服電機(jī)。功率驅(qū)動(dòng)單元的整個(gè)過(guò)程可以簡(jiǎn)單的說(shuō)就是AC-DC-AC的過(guò)程。整流單元（AC-DC）主要的拓?fù)潆娐肥侨嗳珮虿豢卣麟娐贰?/p>

　　隨著伺服系統(tǒng)的大規(guī)模應(yīng)用，伺服驅(qū)動(dòng)器使用、伺服驅(qū)動(dòng)器調(diào)試、伺服驅(qū)動(dòng)器維修都是伺服驅(qū)動(dòng)器在當(dāng)今比較重要的技術(shù)課題，越來(lái)越多工控技術(shù)服務(wù)商對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行了技術(shù)深層次研究。

　　伺服驅(qū)動(dòng)器是現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)控制的重要組成部分，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人及數(shù)控加工中心等自動(dòng)化設(shè)備中。尤其是應(yīng)用于控制交流永磁同步電機(jī)的伺服驅(qū)動(dòng)器已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)。當(dāng)前交流伺服驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)中普遍采用基于矢量控制的電流、速度、位置3閉環(huán)控制算法。該算法中速度閉環(huán)設(shè)計(jì)合理與否，對(duì)于整個(gè)伺服控制系統(tǒng)，特別是速度控制性能的發(fā)揮起到關(guān)鍵作用。

　　基本要求

　　伺服進(jìn)給系統(tǒng)的要求

　　1、調(diào)速范圍寬

　　2、定位精度高

　　3、有足夠的傳動(dòng)剛性和高的速度穩(wěn)定性

　　4、快速響應(yīng)，無(wú)超調(diào)

　　為了保證生產(chǎn)率和加工質(zhì)量，除了要求有較高的定位精度外，還要求有良好的快速響應(yīng)特性，即要求跟蹤指令信號(hào)的響應(yīng)要快，因?yàn)閿?shù)控系統(tǒng)在啟動(dòng)、制動(dòng)時(shí)，要求加、減加速度足夠大，縮短進(jìn)給系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程時(shí)間，減小輪廓過(guò)渡誤差。

　　5、低速大轉(zhuǎn)矩，過(guò)載能力強(qiáng)

　　一般來(lái)說(shuō)，伺服驅(qū)動(dòng)器具有數(shù)分鐘甚至半小時(shí)內(nèi)1.5倍以上的過(guò)載能力，在短時(shí)間內(nèi)可以過(guò)載4～6倍而不損壞。

　　6、可靠性高

　　要求數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可靠性高、工作穩(wěn)定性好，具有較強(qiáng)的溫度、濕度、振動(dòng)等環(huán)境適應(yīng)能力和很強(qiáng)的抗干擾的能力。

　　對(duì)電機(jī)的要求

　　1、從最低速到最高速電機(jī)都能平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)要小，尤其在低速如0.1r/min或更低速時(shí)，仍有平穩(wěn)的速度而無(wú)爬行現(xiàn)象。

　　2、電機(jī)應(yīng)具有大的較長(zhǎng)時(shí)間的過(guò)載能力，以滿足低速大轉(zhuǎn)矩的要求。一般直流伺服電機(jī)要求在數(shù)分鐘內(nèi)過(guò)載4～6倍而不損壞。

　　3、為了滿足快速響應(yīng)的要求，電機(jī)應(yīng)有較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和大的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，并具有盡可能小的時(shí)間常數(shù)和啟動(dòng)電壓。

　　4、電機(jī)應(yīng)能承受頻繁啟、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)。

　　測(cè)試平臺(tái)

　　目前，伺服驅(qū)動(dòng)器的測(cè)試平臺(tái)主要有以下幾種：采用伺服驅(qū)動(dòng)器—電動(dòng)機(jī)互饋對(duì)拖的測(cè)試平臺(tái)、采用可調(diào)模擬負(fù)載的測(cè)試平臺(tái)、采用有執(zhí)行電機(jī)而沒(méi)有負(fù)載的測(cè)試平臺(tái)、采用執(zhí)行電機(jī)拖動(dòng)固有負(fù)載的測(cè)試平臺(tái)和采用在線測(cè)試方法的測(cè)試平臺(tái) 。

　　1采用伺服驅(qū)動(dòng)器—電動(dòng)機(jī)互饋對(duì)拖的測(cè)試平臺(tái)

　　這種測(cè)試系統(tǒng)由四部分組成，分別是三相PWM整流器、被測(cè)伺服驅(qū)動(dòng)器—電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、負(fù)載伺服驅(qū)動(dòng)器—電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)及上位機(jī)，其中兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器互相連接。被測(cè)電動(dòng)機(jī)工作于電動(dòng)狀態(tài)，負(fù)載電動(dòng)機(jī)工作于發(fā)電狀態(tài)。被測(cè)伺服驅(qū)動(dòng)器—電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)工作于速度閉環(huán)狀態(tài)，用來(lái)控制整個(gè)測(cè)試平臺(tái)的轉(zhuǎn)速，負(fù)載伺服驅(qū)動(dòng)器—電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)工作于轉(zhuǎn)矩閉環(huán)狀態(tài)，通過(guò)控制負(fù)載電動(dòng)機(jī)的電流來(lái)改變負(fù)載電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩大小，模擬被測(cè)電機(jī)的負(fù)載變化，這樣互饋對(duì)拖測(cè)試平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)速度和轉(zhuǎn)矩的靈活調(diào)節(jié)，完成各種試驗(yàn)功能測(cè)試。上位機(jī)用于監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，根據(jù)試驗(yàn)要求向兩臺(tái)伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)出控制指令，同時(shí)接收它們的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存、分析與顯示。 ［2］

　　對(duì)于這種測(cè)試系統(tǒng)，采用高性能的矢量控制方式對(duì)被測(cè)電動(dòng)機(jī)和負(fù)載設(shè)備分別進(jìn)行速度和轉(zhuǎn)矩控制，即可模擬各種負(fù)載情況下伺服驅(qū)動(dòng)器的動(dòng)、靜態(tài)性能，完成對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器的全面而準(zhǔn)確的測(cè)試。但由于使用了兩套伺服驅(qū)動(dòng)器—電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，所以這種測(cè)試系統(tǒng)體積龐大，不能滿足便攜式的要求，而且系統(tǒng)的測(cè)量和控制電路也比較復(fù)雜、成本也很高。

　　2采用可調(diào)模擬負(fù)載的測(cè)試平臺(tái)

　　這種測(cè)試系統(tǒng)由三部分組成，分別是被測(cè)伺服驅(qū)動(dòng)器—電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、可調(diào)模擬負(fù)載及上位機(jī)。可調(diào)模擬負(fù)載如磁粉制動(dòng)器、電力測(cè)功機(jī)等，它和被測(cè)電動(dòng)機(jī)同軸相連。上位機(jī)和數(shù)據(jù)采集卡通過(guò)控制可調(diào)模擬負(fù)載來(lái)控制負(fù)載轉(zhuǎn)矩，同時(shí)采集伺服系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存、分析與顯示。對(duì)于這種測(cè)試系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)可調(diào)模擬負(fù)載進(jìn)行控制，也可模擬各種負(fù)載情況下伺服驅(qū)動(dòng)器的動(dòng)、靜態(tài)性能，完成對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器的全面而準(zhǔn)確的測(cè)試。但這種測(cè)試系統(tǒng)體積仍然比較大，不能滿足便攜式的要求，而且系統(tǒng)的測(cè)量和控制電路也比較復(fù)雜、成本也很高。

　　3采用有執(zhí)行電機(jī)而沒(méi)有負(fù)載的測(cè)試平臺(tái)

　　這種測(cè)試系統(tǒng)由兩部分組成，分別是被測(cè)伺服驅(qū)動(dòng)器—電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)和上位機(jī)。上位機(jī)將速度指令信號(hào)發(fā)送給伺服驅(qū)動(dòng)器，伺服驅(qū)動(dòng)器按照指令開(kāi)始運(yùn)行。在運(yùn)行過(guò)程中，上位機(jī)和數(shù)據(jù)采集電路采集伺服系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存、分析與顯示。由于這種測(cè)試系統(tǒng)中電機(jī)不帶負(fù)載，所以與前面兩種測(cè)試系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)體積相對(duì)減小，而且系統(tǒng)的測(cè)量和控制電路也比較簡(jiǎn)單，但是這也使得該系統(tǒng)不能模擬伺服驅(qū)動(dòng)器的實(shí)際運(yùn)行情況。通常情況下，此類測(cè)試系統(tǒng)僅用于被測(cè)系統(tǒng)在空載情況下的轉(zhuǎn)速和角位移的測(cè)試，而不能對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行全面而準(zhǔn)確的測(cè)試。

　　4采用執(zhí)行電機(jī)拖動(dòng)固有負(fù)載的測(cè)試平臺(tái)

　　這種測(cè)試系統(tǒng)由三部分組成，分別是被測(cè)伺服驅(qū)動(dòng)器—電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、系統(tǒng)固有負(fù)載及上位機(jī)。上位機(jī)將速度指令信號(hào)發(fā)送給伺服驅(qū)動(dòng)器，伺服系統(tǒng)按照指令開(kāi)始運(yùn)行。在運(yùn)行過(guò)程中，上位機(jī)和數(shù)據(jù)采集電路采集伺服系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存、分析與顯示。

　　對(duì)于這種測(cè)試系統(tǒng)，負(fù)載采用被測(cè)系統(tǒng)的固有負(fù)載，因此測(cè)試過(guò)程貼近于伺服驅(qū)動(dòng)器的實(shí)際工作情況，測(cè)試結(jié)果比較準(zhǔn)確。但由于有的被測(cè)系統(tǒng)的固有負(fù)載不方便從裝備上移走，因此測(cè)試過(guò)程只能在裝備上進(jìn)行，不是很方便。

　　5采用在線測(cè)試方法的測(cè)試平臺(tái)

　　這種測(cè)試系統(tǒng)只有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理單元。數(shù)字采集系統(tǒng)將伺服驅(qū)動(dòng)器在裝備中的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行采集和調(diào)理，然后送給數(shù)據(jù)處理單元供其進(jìn)行處理和分析，最終由數(shù)據(jù)處理單元做出測(cè)試結(jié)論。由于采用在線測(cè)試方法，因此這種測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，而且不用將伺服驅(qū)動(dòng)器從裝備中分離出來(lái)，使測(cè)試更加便利。此類測(cè)試系統(tǒng)完全根據(jù)伺服驅(qū)動(dòng)器在實(shí)際運(yùn)行中進(jìn)行測(cè)試，因此測(cè)試結(jié)論更加貼近實(shí)際情況。但是由于許多伺服驅(qū)動(dòng)器在制造和裝配方面的特點(diǎn)，此類測(cè)試系統(tǒng)中的各種傳感器及信號(hào)測(cè)量元件的安裝位置很難選擇。而且裝備中的其它部分如果出現(xiàn)故障，也會(huì)給伺服驅(qū)動(dòng)器的工作狀態(tài)造成不良影響，最終影響其測(cè)試結(jié)果。

　　通用型與脈沖型伺服驅(qū)動(dòng)器的區(qū)別

　　伺服驅(qū)動(dòng)器的種類有很多，主要可分為通用型與脈沖型，那么通用型與脈沖型的伺服驅(qū)動(dòng)器有什么區(qū)別？

　　通用型伺服驅(qū)動(dòng)器可以接收模擬量電壓進(jìn)行外部速度控制與轉(zhuǎn)讓矩控制，還可以接收脈沖進(jìn)行位置控制，脈沖型的伺服驅(qū)動(dòng)器沒(méi)有模擬量接收電路，只有脈沖接收口電路，價(jià)格上便宜一點(diǎn)。

　　傳統(tǒng)電機(jī)作為機(jī)電能量轉(zhuǎn)換裝置，在人類的生產(chǎn)和生活進(jìn)入電氣化過(guò)程中起著關(guān)鍵的作用。可是在人類社會(huì)進(jìn)入自動(dòng)化時(shí)代的今天，傳統(tǒng)電機(jī)的功能已不能滿足工廠自動(dòng)化和辦公自動(dòng)化等各種運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的要求。為適應(yīng)這些要求，發(fā)展了一系列新的具備控制功能的電機(jī)系統(tǒng)，其中較有自己特點(diǎn)。

　　伺服驅(qū)動(dòng)器可使控制速度，位置精度非常準(zhǔn)確。將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象。伺服驅(qū)動(dòng)器如果因?yàn)樨?fù)載過(guò)大，而產(chǎn)生慣性，這樣的情況多是走過(guò)頭了。點(diǎn)動(dòng)指令是走不準(zhǔn)的，特別是用點(diǎn)動(dòng)回原點(diǎn)，那是大錯(cuò)特錯(cuò)。點(diǎn)動(dòng)的開(kāi)停是一個(gè)完全的90度直角，啟停相當(dāng)于急剎車，想想也是停不住的了，所以回原點(diǎn)一定還是要用回原點(diǎn)指令。

　　通用伺服的廠家比較

　　伺服系統(tǒng)（servomechanism）又稱隨動(dòng)系統(tǒng)，是用來(lái)精確地跟隨或復(fù)現(xiàn)某個(gè)過(guò)程的反饋控制系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(biāo)（或給定值）的任意變化的自動(dòng)控制系統(tǒng)。它的主要任務(wù)是按控制命令的要求、對(duì)功率進(jìn)行放大、變換與調(diào)控等處理，使驅(qū)動(dòng)裝置輸出的力矩、速度和位置控制非常靈活方便。

　　在很多情況下，伺服系統(tǒng)專指被控制量（系統(tǒng)的輸出量）是機(jī)械位移或位移速度、加速度的反饋控制系統(tǒng)，其作用是使輸出的機(jī)械位移（或轉(zhuǎn)角）準(zhǔn)確地跟蹤輸入的位移（或轉(zhuǎn)角），其結(jié)構(gòu)組成和其他形式的反饋控制系統(tǒng)沒(méi)有原則上的區(qū)別。伺服系統(tǒng)最初用于國(guó)防軍工， 如火炮的控制， 船艦、飛機(jī)的自動(dòng)駕駛，導(dǎo)彈發(fā)射等，后來(lái)逐漸推廣到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的許多部門，如自動(dòng)機(jī)床、無(wú)線跟蹤控制等。

　　乘著運(yùn)動(dòng)控制如火如荼的發(fā)展趨勢(shì)，中國(guó)通用伺服市場(chǎng)表現(xiàn)不俗。

　　2017年第二季度，松下、三菱、臺(tái)達(dá)、匯川二季度業(yè)績(jī)同比增長(zhǎng)超過(guò)30%；安川、埃斯頓等廠商業(yè)績(jī)二季度業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)超過(guò)20%；西門子等廠商二季度業(yè)績(jī)同比增長(zhǎng)超過(guò)10%。

　　漂亮的銷售數(shù)字背后，離不開(kāi)國(guó)家政策紅利持續(xù)推動(dòng)制造業(yè)升溫、iphone8相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備升級(jí)、鋰電池生產(chǎn)設(shè)備及太陽(yáng)能加工設(shè)備增加的巨大市場(chǎng)。在伺服需求同比大幅增長(zhǎng)的情況下，歐美系、日系、國(guó)產(chǎn)等各家廠商的通用伺服產(chǎn)品也表現(xiàn)出較強(qiáng)的行業(yè)偏好。

　　在細(xì)分行業(yè)中，各大廠商Q2表現(xiàn)：

　　電子制造行業(yè)

　　細(xì)分來(lái)看，3C相關(guān)的設(shè)備伺服需求上漲；鋰電池相關(guān)設(shè)備和太陽(yáng)能后端加工設(shè)備伺服需求增長(zhǎng)。在這個(gè)方面，松下、三菱、西門子、羅克韋爾、匯川、施耐德、埃斯頓增長(zhǎng)幅度皆在15%以上；整體而言，電子制造行業(yè)漲幅穩(wěn)居第一。

　　2.機(jī)床行業(yè)

　　手機(jī)周邊等3C相關(guān)小型精密加工機(jī)床增長(zhǎng)非常強(qiáng)勁，加工中心和復(fù)合車銑等金切機(jī)床等增長(zhǎng)次之。安川、臺(tái)達(dá)、埃斯頓在該行業(yè)業(yè)績(jī)同比增長(zhǎng)大于15%；機(jī)床行業(yè)市場(chǎng)表現(xiàn)增幅穩(wěn)步增長(zhǎng)。

　　3.機(jī)械手及機(jī)器人周邊

　　2017年中國(guó)已變成工業(yè)機(jī)器人第一大市場(chǎng)，相關(guān)市場(chǎng)需求快速增長(zhǎng)。匯川、臺(tái)達(dá)、松下搭乘“中國(guó)制造2025”的大船，相關(guān)行業(yè)增長(zhǎng)幅度較大。其中，匯川以穩(wěn)定的質(zhì)量和服務(wù)該領(lǐng)域取得了優(yōu)秀的成績(jī)。

　　4.紙巾機(jī)械伺服

　　包裝機(jī)械伺服需求保持穩(wěn)定增長(zhǎng)；需特別指出的是，國(guó)內(nèi)由于二胎政策和人口老齡化等因素促進(jìn)紙巾機(jī)械增長(zhǎng)。使得羅克韋爾自動(dòng)化在紙巾機(jī)械、包裝機(jī)械等行業(yè)增長(zhǎng)幅度為兩位數(shù)。

　　5.出口紡織機(jī)械伺服

　　德系汽車廠需求微幅下滑，紡織機(jī)械需求在Q2內(nèi)微幅增長(zhǎng)。在這個(gè)方面，埃斯頓相關(guān)產(chǎn)品表現(xiàn)仍然保持強(qiáng)勁，Lenze微幅增長(zhǎng)。

　　各大伺服“新寵”哪家強(qiáng)？

　　歐系品牌如西門子、施耐德等，性能好，穩(wěn)定性強(qiáng)，同時(shí)由于技術(shù)路線與日系產(chǎn)品不同，成本較高。為了拓展國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，也在不斷進(jìn)行伺服系統(tǒng)的本地化研發(fā)，外資品牌的“本地化”已經(jīng)爐火純青了。代表：西門子最新發(fā)布的SINAMICS V90伺服系統(tǒng)。

　　日本廠家傾向于在易用性方面下功夫，使得交流伺服系統(tǒng)就像步進(jìn)電機(jī)那么方便易用，達(dá)到所謂的即插即用（Plug and Work）。三菱、安川、松下皆有特色產(chǎn)品。

　　代表：松下AC伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器。其MINAS A6家族，更小、更快、使用更簡(jiǎn)單。適應(yīng)時(shí)代需求的伺服電機(jī)。實(shí)現(xiàn)了高速和高精度響應(yīng)的伺服電機(jī)/驅(qū)動(dòng)器，適用于半導(dǎo)體制造裝置與機(jī)器人。

　　日本安川近幾年重點(diǎn)推廣的直線電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適合高速直線運(yùn)動(dòng)。初級(jí)繞組利用率高， 無(wú)橫向邊緣效應(yīng)， 容易克服單邊磁拉力問(wèn)題。易于調(diào)節(jié)和控制， 適應(yīng)性強(qiáng)、高加速度。

　　國(guó)內(nèi)驅(qū)動(dòng)器廠家研究較多，推出商品化產(chǎn)品的有上海鳴志、北京清能德創(chuàng)、深圳大族電機(jī)、深圳步科等。對(duì)于國(guó)內(nèi)廠家而言，不僅要在整體方案上體現(xiàn)更好的性能，也要繼續(xù)發(fā)揮較強(qiáng)的服務(wù)優(yōu)勢(shì)，提升客戶體驗(yàn)。最為重要的是，編碼器、減速器、伺服機(jī)等核心零部件的自主研發(fā)要積極踐行，提高伺服系統(tǒng)的電機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)、過(guò)載能力、效率等綜合性能。

　　代表：臺(tái)達(dá)重磅推出高性能運(yùn)動(dòng)控制型高階交流伺服系統(tǒng)ASDA-A3系列。該系列產(chǎn)品以其極速、精準(zhǔn)、平穩(wěn)、高效、節(jié)能的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，ASDA-A3系列具有3kHz速度響應(yīng)頻寬，較臺(tái)達(dá)ASDA-A2系列提升達(dá)3倍，從而使命令追隨更及時(shí)。

　　用戶體驗(yàn)

　　國(guó)內(nèi)目前還是處于電機(jī)本體自己做，編碼器外購(gòu)的階段。安川已經(jīng)做到自己定制編碼器，使電機(jī)的體積更小，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單。西門子的伺服用量也挺大的，可靠的設(shè)備用西門子、羅克韋爾自動(dòng)化的居多。西門子電機(jī)設(shè)計(jì)余量大，結(jié)實(shí)耐用。

　　由Q2季度各大廠商在各細(xì)分行業(yè)表現(xiàn)可知：一線伺服系統(tǒng)廠商，不斷刷新伺服的技術(shù)和性能標(biāo)準(zhǔn)，并在長(zhǎng)期的應(yīng)用實(shí)踐中形成了各自的行業(yè)積累。二季度政策紅利持續(xù)，推動(dòng)制造業(yè)升溫；分銷商備貨意愿增強(qiáng)，中間庫(kù)存同比大幅增長(zhǎng)；iphone8相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備、鋰電池生產(chǎn)設(shè)備及太陽(yáng)能加工設(shè)備伺服需求同比大幅增長(zhǎng)，帶動(dòng)松下、安川、臺(tái)達(dá)、匯川等廠商出貨同比增加。

　　國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的專用伺服電機(jī)居多；國(guó)內(nèi)伺服大部分廠家出于成本考慮，偏向日系設(shè)計(jì)。日系電機(jī)的零配件也相對(duì)能夠找到，非常好配型。不足之處則是中國(guó)在驅(qū)動(dòng)器、編碼器、運(yùn)動(dòng)控制器等配套方面技術(shù)不夠。從長(zhǎng)遠(yuǎn)計(jì)，應(yīng)著重發(fā)展相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域。

　　延伸閱讀：伺服通俗解讀 ——你真懂真理解伺服系統(tǒng)嗎？

　　關(guān)于伺服、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、伺服系統(tǒng)，隨便拿出去問(wèn)，百分之九十九的人都是不熟悉不清楚不了解的，我想，就算是與伺服相關(guān)的工作人員，數(shù)控自動(dòng)化等工控領(lǐng)域的技術(shù)人才，大多也覺(jué)得對(duì)伺服‘一知半解’。我接觸過(guò)很多伺服從業(yè)人員，銷售公司的業(yè)務(wù)、技術(shù)人員，數(shù)控自動(dòng)化系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的電工、技術(shù)人員、工程師，乃至伺服品牌本身個(gè)崗位領(lǐng)域的人才，其中包括技術(shù)工程師。要說(shuō)真的理解很深刻，還是感覺(jué)不明顯。

　　當(dāng)然，毫無(wú)疑問(wèn)，對(duì)于本崗位本工作信息乃至技術(shù)，他們都是相當(dāng)專業(yè)的，比如銷售人員，對(duì)于自銷伺服類比、系列、型號(hào)，選型、乃至技術(shù)特點(diǎn)，沒(méi)誰(shuí)比他熟悉；比如售前技術(shù)工程師，對(duì)于每款伺服的特性、參數(shù)設(shè)置特點(diǎn)，乃至調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，尤其是資深工程師，絕對(duì)是專業(yè)專家級(jí)。

　　但是，作為一個(gè)骨灰級(jí)電子愛(ài)好者，一位長(zhǎng)期接觸過(guò)不少各式各樣電子產(chǎn)品，專業(yè)從事過(guò)高至某著名通信品牌基站通信設(shè)備維修，以及如今從事變頻、伺服、工控機(jī)、工控屏維修的電子產(chǎn)品維修人員，每每接觸到都能讀到，他們對(duì)伺服技術(shù)、性能、參數(shù)乃至故障原因，等等一些認(rèn)知和理解伺服的渴求，接觸經(jīng)銷商、代理商，他們最大的渴求和希望，就是我們能夠提供他們技術(shù)支持，當(dāng)然不是設(shè)備損壞的維修技術(shù)。

　　不難理解，他們技術(shù)支持工程師，每每出去，總是指不定遇到如何刁鉆，如何離奇古怪的技術(shù)問(wèn)題，系統(tǒng)調(diào)試難題，而且，基本時(shí)間都相當(dāng)緊迫（客戶大多都久攻不下、電話咨詢嘗試盡了想得到的種種方案可能）。

　　伺服驅(qū)動(dòng)器伺服系統(tǒng)是好的，裝上去卻不能按預(yù)計(jì)的方案工作，三百多項(xiàng)的伺服內(nèi)部調(diào)試參數(shù)和上位機(jī)編程等等多個(gè)系統(tǒng)相輔相成的配合工作這，只要找不出原因結(jié)癥所在，問(wèn)題就不能得到有效的解決。期待我們這些專攻電子技術(shù)、電路特性原理，乃至修復(fù)解決伺服故障的從業(yè)人員，能夠給個(gè)深刻的解讀方案、一種思路、一個(gè)靈感，就選得相當(dāng)自然，和從分需求了。

　　沒(méi)錯(cuò)，作為維修人員，對(duì)伺服系統(tǒng)的硬件技術(shù)的確比較熟悉，由于這是智能系統(tǒng)，也往往可以根據(jù)故障特性對(duì)參數(shù)設(shè)置，有另一層面的認(rèn)識(shí)和理解，這是自然的。當(dāng)然，術(shù)有專攻，資深才能認(rèn)知到位理解深刻，這是自然的規(guī)律。

　　好了，閑話少說(shuō)，得照照題，題目是‘伺服通俗解讀’。要很好照應(yīng)題目，我想還要花些口舌，說(shuō)些基礎(chǔ)、常識(shí)。

　　伺服是什么？其實(shí)，伺服就是一個(gè)電機(jī)，和控制這個(gè)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器。電機(jī)就叫伺服電機(jī)，驅(qū)動(dòng)器自然叫伺服驅(qū)動(dòng)器，‘伺服’源自于控制，精確控制的代名詞?！茱@然，為了控制電機(jī)，精確控制電機(jī)，專門研發(fā)出“伺服”這樣的一種系統(tǒng)。到此，可能很多人會(huì)奇怪：控制個(gè)電機(jī)為什么要做個(gè)這么復(fù)雜的系統(tǒng)呢？

　　這不得不引入電機(jī)應(yīng)用、原理以及發(fā)展的一些信息了。

　　電機(jī)，是運(yùn)用電磁原理，通電線圈在磁場(chǎng)環(huán)境產(chǎn)生作用力作用而轉(zhuǎn)動(dòng)的一種電子產(chǎn)品。

　　電子根據(jù)應(yīng)用發(fā)展有直流電機(jī)、交流電機(jī)；

　　直流又分有刷、無(wú)刷電機(jī)之分，主要是因?yàn)橛兴㈦姍C(jī)必須定期更換碳刷，維護(hù)麻煩人類設(shè)計(jì)出刷電機(jī)；

　　交流電機(jī)又分單相、三相、同步、異步等。電機(jī)是蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)外產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)必須的載體，所以根據(jù)各自各樣的應(yīng)用和工作要求，早期人類就設(shè)計(jì)出了如此多的電機(jī)品種和類別，各有各的特長(zhǎng)和優(yōu)點(diǎn)，所以存在的相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間，不過(guò)它們的固有缺點(diǎn)與特性，日漸不能滿足人類的需求，比如，所有電機(jī)的速度都不易控制，即使以控制速度見(jiàn)長(zhǎng)的直流電機(jī)，要想準(zhǔn)恒定定在某個(gè)轉(zhuǎn)速上還是很難很難的；又如，由電磁原理我們不難發(fā)現(xiàn)，電機(jī)線圈通常是銅等低阻抗的材質(zhì)組成，那么通電瞬間電流是可以很大很大的，磁場(chǎng)對(duì)線圈的作用力跟這個(gè)通過(guò)的電流密切先關(guān)，只有在電機(jī)轉(zhuǎn)起來(lái)轉(zhuǎn)速恒定，感抗恒定才使得電機(jī)的通電電流恒定，經(jīng)驗(yàn)表明，啟動(dòng)瞬間電機(jī)的電流是電機(jī)正常工作電流的5~10倍，而且，電機(jī)在低于3倍的電流之下，啟動(dòng)乏力。這是電機(jī)至今的固有特點(diǎn)缺點(diǎn)，至此，我們也不難明白，通電中的電機(jī)一旦發(fā)生堵轉(zhuǎn)（通俗說(shuō)就是掐死不動(dòng)了），通電電流對(duì)其可是災(zāi)難性的。同時(shí)我們也不難明白，相對(duì)于傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，電機(jī)啟動(dòng)瞬間的扭力可是具有很大破壞力的，因?yàn)楦９ぷ鳡顟B(tài)時(shí)的扭力差距太大。

　　因此，人們一直以來(lái)都在著力研究電機(jī)的速度和扭力控制問(wèn)題。后來(lái)，人們?cè)谧冾l技術(shù)上得到突破，開(kāi)發(fā)了變頻驅(qū)動(dòng)器，它在一定程度上可以控制三相電機(jī)的數(shù)度，而且也一定程度緩解了電機(jī)啟動(dòng)瞬間的扭力和轉(zhuǎn)動(dòng)加速度問(wèn)題。如今我們?nèi)粘Ｊ褂玫纳惦娞菟俣瓤勺儯蜕袭a(chǎn)中的自動(dòng)扶梯速度可變，基本都是運(yùn)用變頻技術(shù)。變頻技術(shù)就是利用逆變技術(shù)控制電機(jī)的三相供電頻率電流可變，從而達(dá)到一定程度地控制電機(jī)在某個(gè)速度下恒定的目的。技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)在于變頻器內(nèi)可編程芯片（我們俗稱CPU）內(nèi)部的算法，所以變頻器本身有許多參數(shù)供用戶在特定場(chǎng)合應(yīng)用時(shí)調(diào)節(jié)合適的算法補(bǔ)償。

　　伺服，就是在變頻的技術(shù)上發(fā)展出來(lái)的更進(jìn)一步產(chǎn)品，其通過(guò)電機(jī)屁股上安裝編碼器反饋信息，驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的CPU再結(jié)合這個(gè)反饋信息生成控制三相電流輸出的脈沖，從而實(shí)現(xiàn)伺服電機(jī)的精確控制。伺服驅(qū)動(dòng)器的“使能”，其實(shí)就是啟動(dòng)一個(gè)設(shè)計(jì)好的三相電機(jī)動(dòng)力電源的脈沖，使電機(jī)懸停在停止和轉(zhuǎn)動(dòng)之間，那么這個(gè)既解決了電機(jī)啟動(dòng)瞬間缺點(diǎn)所帶來(lái)的問(wèn)題，也使得能伺服驅(qū)動(dòng)器在接收到外界“電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)”指令使電機(jī)迅速轉(zhuǎn)動(dòng)。那么，伺服內(nèi)部的眾多參數(shù)，不過(guò)就是分門類別地根據(jù)伺服應(yīng)用在各種各樣各式的運(yùn)用場(chǎng)合下，配合上位機(jī)、配合機(jī)械機(jī)床、配合特定的瞬態(tài)、力度的修補(bǔ)調(diào)整。

　　我想，太專業(yè)的術(shù)語(yǔ)，外行人看不懂，行內(nèi)人好像術(shù)語(yǔ)都明白都懂，卻想象不出其究竟是如何體現(xiàn)表現(xiàn)的。

　　那么，伺服系統(tǒng)，我們可以借助公司財(cái)務(wù)來(lái)理解，老板通常只會(huì)去跟財(cái)務(wù)人員說(shuō)“我要分什么報(bào)表”、“我要什么收支情況”、“我要出差安排”等等等等，財(cái)務(wù)部就根據(jù)公司內(nèi)部的一切信息方法進(jìn)行計(jì)算，得出老板所需要的答案。伺服系統(tǒng)就是這么樣的一個(gè)系統(tǒng)。