选择合适的伺服驱动器

对于确保机器的正常运行和性能至关重要

以下四个关键步骤可以帮助您

做出明智的选择！

1.了解工作模式

驱动模式和轴工作模式取决于应用所需的运动类型，根据不同的应用需求，可选择扭矩模式、速度模式、位置模式或它们的组合来闭合控制环路。

位置控制模式

位置模式可以严格控制速度和位置，一般应用于定位装置。

根据不同的应用，数字驱动器可能更适合用于闭合位置环；模拟驱动器无法闭合位置环，需要使用控制器。

扭矩模式

通过外部模拟量的输入或直接赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小，主要应用在对材质有要求的缠绕和放卷的装置中，例如绕线装置、拉光纤设备、封盖轴或冲床等。

模拟和数字驱动器都可以在扭矩模式下运行。

速度模式

通过模拟量的输入或脉冲的频率进行转动速度的控制，一般用于要求控制速度却不定位的场合中，比如收线机——收线速度要根据送线的情况快速调节，但不需要定位。

数字驱动器可以处理这些数据以闭合速度环。模拟驱动器由于没有微处理器，因此需要增加模拟反馈，如测速发电机。

2.选择控制方式

驾驶决策取决于机器的整体控制架构。几十年来，设计一直遵循这种架构：可编程逻辑控制器 (PLC) 处理机器逻辑和输入/输出，而专用运动控制器则计算运动轨迹。

现代控制架构变得更加灵活。个人电脑可以扮演运动控制器的角色，某些 PLC 也可以处理多轴运动，但高度协调的运动仍然需要运动控制器，选择集中式控制还是分布式控制，往往是个痛点。

集中控制

集中控制是指所有的伺服驱动器都由一个中央控制器进行管理和控制。这种方式的特点是结构简单，易于维护和管理。然而，它的缺点是在于如果中央控制器出现问题，整个系统可能会受到影响，导致控制失效。

分布式控制

分布式控制则是将伺服驱动器分布在整个系统中，每个驱动器都配备有自己的控制器，这些控制器通过通信网络相互连接，共同协作完成控制任务。

分布式控制的优点在于其高度的灵活性和可扩展性，即使某个控制器出现问题，也不会影响到整个系统的运行。但是，这种方式的复杂性较高，维护和管理的难度也随之增加。

数字驱动器提供了另一种选择，一些数字驱动器具有足够的计算能力，可以在没有运动控制器的情况下自行进行路径规划。

3.明确电机要求

不同电机有不同驱动器要求。例如，无刷直流电机需要特定驱动器，而步进电机则需四组功率场效应晶体管。根据不同的控制方式和要求，伺服电机的驱动器可分直流伺服电机驱动器、交流伺服电机驱动器和步进伺服驱动器。

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直流伺服电机驱动器使用直流电源将电机的电流进行控制，其具有速度控制精确、控制原理简单、价格便宜等优点。直流伺服电机驱动器适用于一些小型的、功率较小的电机，如自动售货机、自动贩卖机等。

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交流伺服电机驱动器使用交流电源将电机的电流进行控制，其具有良好的速度控制特性，在整个速度区间内可实现精准控制，高效率、高精确位置控制等优点。交流伺服电机驱动器又可以分为同步伺服电机和异步伺服电机。

同步伺服电机主要采用永磁体等技术制造，具有更好的速度控制特性，适用于低惯量、低噪音等场合；异步伺服电机则通过使用电容或变压器来改变转子和定子之间的磁场，实现电机的控制。

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步进驱动器是一种使用数字信号来控制电机的非常常用的驱动器（严格来说并不是完整的闭环）。步进驱动器通过改变电机的相位和电流来实现电机的控制。步进驱动器结构简单、工作可靠、适应性强，广泛应用于自动化加工、包装、印刷、纺织等领域。

虽然每种电机都有专用的驱动器，但也有混合驱动器可用于为多种类型的电机供电。在使用混合驱动器时，只需通过软件正确连接和配置驱动器即可。

埃莫 Platinum Bell 伺服驱动器

Platinum Bell 可支持 2 个音圈电机、1 个无刷直流电机或二相步进电机。

4.考虑电源因素

为电机供电是驱动器的基本功能。要准确定位负载，驱动器必须提供必要的电压和电流，使电机能够产生扭矩和速度。确定驱动器时，不仅需要考虑电机参数和应用要求，还需要考虑驱动器本身的电源。

确定输出功率

原始设备制造商常犯的一个错误是，根据应用确定电机的尺寸，然后购买一个能让电机以最高速度运行的驱动器。这种方法不仅无法优化系统性能，还会导致错误，甚至过早出现故障。对于非常简单的系统，以最大扭矩或最高转速运行电机可能就足够了，但重要的是要考虑整体情况。

驱动器有最大电流规格，但大多数驱动器也能在短时间内超过峰值电流。这使得电机驱动器组合能够产生突发的高扭矩，也称为过扭矩或过电流模式。如果轴主要以较低扭矩运行，但偶尔需要高扭矩爆发，则可以购买较小、较便宜的驱动器，并在过流模式下使用，以提供扭矩峰值。不过，使用这种技术时必须小心谨慎，大多数驱动器只能在有限的时间内提供峰值电流而不会烧毁。

确定输入功率

要实现理想的系统性能，就必须为驱动器提供适当的输入功率。需要特别注意电池供电系统，性能和最大限度地延长每次充电的运行时间是主要考虑因素。选择高效驱动器，并尽可能采用过扭矩技术以尽量减小驱动器的尺寸，从而节省电能。对于涉及启动、停止或转向的应用，可考虑使用再生驱动器。

减速时，电机会产生多余的功率。必须消除多余的功率。可以通过电阻器以热能形式散失。如果您想收集这些功率并将其循环回电池，则应使用再生驱动器。对于便携式产品来说，再生驱动器具有很大的竞争优势。

与功率密度一样，驱动器越小、越轻，整个便携式系统也就越小、越轻，这也会大大增加动力车辆的循环时间。如果系统包含多个运动轴，则电池可为所有驱动器供电。这就需要在驱动器尺寸和电池电压之间进行权衡。

总 结

选择合适的驱动器，您需要了解的四个关键步骤是：

1. 根据应用需求选择合适的工作模式。

2. 考虑控制方式的灵活性和可靠性。

3. 明确电机要求，选择匹配的驱动器。

4. 考虑电源因素，确保驱动器能提供足够的电压和电流。

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