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廈門航拓電氣有限公司  
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選擇一款合適的伺服驅(qū)動(dòng)器需要考慮到各個(gè)方面，這主要根據(jù)系統(tǒng)的要求來選擇，在選型之前，首先分析以下系統(tǒng)需求，比如尺寸、供電、功率、控制方式等，為選型定下方向。下面我們來看一下伺服驅(qū)動(dòng)器的各方面參數(shù)。
1.持續(xù)電流、峰值電流；
2.供電電壓、控制部分供電電壓；
3.支持的電機(jī)類型、反饋類型；
4.控制模式、接受命令的形式；
5.通訊協(xié)議
6.數(shù)字IO
根據(jù)這些信息我們大致能選出與電機(jī)匹配的伺服驅(qū)動(dòng)器。除此之外，還要注意工作環(huán)境，溫濕度情況，安裝是尺寸是否合適等。
選擇驅(qū)動(dòng)器是不僅考慮驅(qū)動(dòng)器是否與電機(jī)匹配，還要考慮控制方式等。伺服驅(qū)動(dòng)器有三種控制方式：位置、速度、力矩模式。力矩模式和速度可以通過外界的模擬量輸入或者通訊命令設(shè)定轉(zhuǎn)矩大小，位置模式則是通過脈沖的頻率和個(gè)數(shù)來確定運(yùn)動(dòng)的速度和運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度。力矩模式下電機(jī)輸出一個(gè)固定的力矩，對(duì)位置、速度無法控制。位置模式對(duì)速度和位置有很嚴(yán)格的控制，一般用于定位裝置?？筛鶕?jù)系統(tǒng)的需求，和上位控制類型，選擇合適的控制方式。
現(xiàn)在伺服驅(qū)動(dòng)器的越來越智能化，不僅支持各種類型的伺服電機(jī)，還兼容多種類型的反饋，可接收模擬量、PWM、脈沖+方向和軟件命令，通信支持CANopen、Ethercat等。提供三環(huán)控制和換向功能，在智能一鍵調(diào)諧等。使用十分方便，有較高控制精度，使系統(tǒng)的性能有大幅提升，為開發(fā)人員的節(jié)省大量的時(shí)間。
我們?cè)跒樘囟ǖ膽?yīng)用選擇合適的伺服系統(tǒng)時(shí)，是有很多因素需要考慮的。為了實(shí)現(xiàn)整個(gè)伺服系統(tǒng)的*性能，有一下9方面需要著重考慮。
1、電機(jī)規(guī)格的選擇
電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，有3個(gè)zui重要的標(biāo)準(zhǔn)：轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。
前面兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)顯而易見，一般情況下，可利用生產(chǎn)制造商提供的“選型”軟件進(jìn)行計(jì)算。使用這些程序時(shí)，輸入應(yīng)用中所需的運(yùn)動(dòng)類型，軟件根據(jù)負(fù)載和傳動(dòng)的類型（變速箱、皮帶、齒條和齒輪、滾珠絲桿等），就可以自動(dòng)計(jì)算所需的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。
雖然轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不是那么直觀，但是同樣重要。由于在大多數(shù)的軸聯(lián)器與其連接的機(jī)械傳動(dòng)裝置之間，有某種程度的依從性，所以至關(guān)重要的一點(diǎn)是與電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性相比，負(fù)載的反射慣性不能太大。
由于兩者比例上升增加，會(huì)導(dǎo)致調(diào)節(jié)難度顯著增加。隨著調(diào)節(jié)算法的發(fā)展、微處理器速度的提升，允許的比例也隨之增加，但是傳統(tǒng)上使用的10：1的負(fù)載-電機(jī)慣性比，是一個(gè)比較安全的選擇。
2、負(fù)載連接
電機(jī)是否應(yīng)該直接連接？有些伺服裝置，允許將負(fù)載直接連接到電機(jī)的轉(zhuǎn)子上。在zui小依從性以及較低的加/減速率的情況下，可以實(shí)現(xiàn)超過100:1的慣性比。生產(chǎn)制造商提供的選型軟件，是調(diào)整這些設(shè)計(jì)準(zhǔn)則以將系統(tǒng)的慣性比限制在適當(dāng)范圍之內(nèi)的工具。
3、能源再生利用
在很多應(yīng)用場(chǎng)合中，伺服系統(tǒng)需要考慮的另一個(gè)因素，是處理電機(jī)及負(fù)載所產(chǎn)生的可重復(fù)利用能源的能力。這里涉及到的是伺服系統(tǒng)的放大器。當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩在某一方向，而電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向則與其相反，那么電機(jī)會(huì)將再生能源傳回放大器。這是因?yàn)殡姍C(jī)和發(fā)電機(jī)的基本設(shè)計(jì)是一樣的。
將能量傳遞給電機(jī)的繞組，將會(huì)產(chǎn)生電磁場(chǎng)，這樣電機(jī)的轉(zhuǎn)子及永磁體就會(huì)隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。與此類似，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，永磁體勵(lì)磁將能量傳遞給繞組。驅(qū)動(dòng)利用再生能源有很多不同的途徑。某些小型的驅(qū)動(dòng)利用母線電容器來吸收這些能量，而更大一點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)則是用內(nèi)部電阻發(fā)熱來消耗這些熱量。生產(chǎn)制造商提供的選型軟件，一般會(huì)給出是否需要能量再生工藝。

4、有效線路再生
對(duì)于一些大型的系統(tǒng)一般配有轉(zhuǎn)換器，這樣就可以將能量傳回到為系統(tǒng)供電的電源回路上。在選擇伺服系統(tǒng)時(shí)，如果設(shè)計(jì)電機(jī)和負(fù)載之間允許的慣性不匹配，另外一個(gè)需要考慮的因素是驅(qū)動(dòng)器能夠處理的再生能源的數(shù)量。
在處理超量的再生能源應(yīng)用時(shí)，一般情況下會(huì)將外部功率電阻連接至放大器。當(dāng)重力成為一個(gè)考慮因素，并且需要快速降低較大的慣性負(fù)載時(shí)，這些應(yīng)用一般垂直布置。顯而易見，除了再生功能，放大器還需要為電機(jī)提供適當(dāng)?shù)碾妷汉碗娏?，以便?shí)現(xiàn)所需的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。為電機(jī)和放大器選擇合適的功率需求，僅僅是個(gè)開始。
5、控制系統(tǒng)需求
下一步，需要處理控制方面的需求。讓我們先回到電機(jī)。按照定義，伺服系統(tǒng)總是需要一個(gè)反饋裝置。目前，反饋裝置一般是高分辨率的解碼器或分解器。為了確保能夠滿足所需的定位精度，反饋裝置必須具有適當(dāng)?shù)姆直媛蕘韺?shí)現(xiàn)可重復(fù)性和精度。放大器還必須與來自于安裝在電機(jī)上的反饋裝置的信號(hào)類型兼容。
6、定位精度
習(xí)慣上，器在兩個(gè)通道上通過脈沖序列來傳遞位置和轉(zhuǎn)速信息，并將其傳回放大器。然而，由于這些器的精度已經(jīng)大大提高，有些生產(chǎn)制造商開始使用具有較高傳輸速率的串口器，而不是脈沖序列來傳遞這些信息數(shù)據(jù)包。這些串口器能夠傳遞具有較高分辨率的信號(hào)，從而對(duì)噪音具有更高的抗*力，并且可以提供其它類型的信號(hào)。這些附加信息，包括電機(jī)溫度甚至是電機(jī)的部件號(hào)。
在伺服系統(tǒng)中，當(dāng)電機(jī)和放大器由同一個(gè)生產(chǎn)制造商供應(yīng)時(shí)，反饋裝置能夠識(shí)別電機(jī)并將其傳遞給放大器的能力，使其可以自動(dòng)為優(yōu)化運(yùn)行和電機(jī)保護(hù)設(shè)立內(nèi)部參數(shù)。
7、通訊連接性能
當(dāng)具有驅(qū)動(dòng)和反饋裝置的電機(jī)和放大器之間相互匹配，并且具有應(yīng)用所需的分辨率時(shí)，就可以開始考慮放大器和運(yùn)動(dòng)控制器之間的指令信號(hào)了。對(duì)于單軸應(yīng)用，比較常見的是將控制器嵌入或者附著在放大器的一側(cè)。某些應(yīng)用則將其集成到更高一級(jí)的控制系統(tǒng)中?？删幊踢壿嬁刂破鳎≒LC）或者可編程自動(dòng)控制器（PAC）可以控制整個(gè)單元或生產(chǎn)線，并通過數(shù)字輸入/輸出（I/O)或通訊協(xié)議，比如EtherNet/IP 或 ModbusTCP/IP，將這些信息傳遞給單運(yùn)動(dòng)軸控制器。
8、控制接口選擇
在多軸應(yīng)用中，控制器一般是獨(dú)立的。傳統(tǒng)上，控制器發(fā)出的指令一般為+10號(hào)，代表轉(zhuǎn)速或力矩?，F(xiàn)在，大多數(shù)生產(chǎn)制造商提供基于網(wǎng)絡(luò)的解決方案。這些基于網(wǎng)絡(luò)的解決方案接線工作量較少，可以處理更高分辨率的反饋，并且能夠從放大器收集到更多的診斷信息。有很多種運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)可以使用，每種都有其優(yōu)點(diǎn)和不足。
9、運(yùn)動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)的選擇
很多比較新的運(yùn)動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)都基于以太網(wǎng)硬件，并且充分利用其不斷增加的速率和逐步降低的成本。但是，不能因?yàn)樵诜糯笃魃嫌蠷J-45接口，就認(rèn)為它一定能與相關(guān)的控制器或網(wǎng)絡(luò)的其它部分兼容。
在這些網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的協(xié)議將決定系統(tǒng)的兼容性。EtherCAT、Mechatrolink III和Powerlink是基于以太網(wǎng)協(xié)議、適合于運(yùn)動(dòng)控制的幾種高速確定性網(wǎng)絡(luò)。
基于網(wǎng)絡(luò)的伺服系統(tǒng)，一般會(huì)配置能夠使用諸如Modbus TCP/ IP 和EtherNet/IP等常見工業(yè)協(xié)議的以太網(wǎng)端口，以便向監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)報(bào)告診斷和產(chǎn)品信息。

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