伺服驅動器CSB02.1B-ET-EC-NN-S4-NN-NN-FW

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伺服驅動係統是一種以機械位置或角度作為(wei) 控製對象的自動控製係統，例如數控機床等。伺服係統中的驅動電機要求具有響應速度快、定位準確、轉動慣量（ 機電係統中的伺服電機的轉動慣量較大，為(wei) 了能夠和絲(si) 杠等機械部件直接相連，也為(wei) 了得到*的響應速度，伺服電機有一種專(zhuan) 門的小慣量電機。但這類電機的過載能力低，當使用在進給伺服係統中時，必須加減速裝置。轉動慣量反映了係統的加速度特性，在選擇伺服電機時，係統的轉動慣量不能大於(yu) 電機轉動慣量的3倍。）較大等特點，這類專(zhuan) 用的電機稱為(wei) 伺服電機。當然，其基本工作原理和普通的交直流電機沒有什麽(me) 不同。該類電機的專(zhuan) 用驅動單元稱為(wei) 伺服驅動單元，有時簡稱為(wei) 伺服，一般其內(nei) 部包括電流、速度和/或位置閉環。

伺服驅動器又稱為(wei) “伺服控製器"、“伺服放大器"，是用來控製伺服電機的一種控製器，其作用類似於(yu) 變頻器作用於(yu) 普通交流馬達，屬於(yu) 伺服係統的一部分，主要應用於(yu) 高精度的定位係統。一般是通過位置、速度和力矩三種方式對伺服馬達進行控製，實現高精度的傳(chuan) 動係統定位，目前是傳(chuan) 動技術的產(chan) 品。

目前主流的伺服驅動器均采用數字信號處理器（DSP）作為(wei) 控製核心，可以實現比較複雜的控製算法，實現數字化、網絡化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模塊（IPM）為(wei) 核心設計的驅動電路,IPM內(nei) 部集成了驅動電路,同時具有過電壓、過電流、過熱、欠壓等故障檢測保護電路,在主回路中還加入軟啟動電路,以減小啟動過程對驅動器的衝(chong) 擊。功率驅動單元首先通過三相全橋整流電路對輸入的三相電或者市電進行整流，得到相應的直流電。經過整流好的三相電或市電，再通過三相正弦PWM電壓型逆變器變頻來驅動三相永磁式同步交流伺服電機。功率驅動單元的整個(ge) 過程可以簡單的說就是AC-DC-AC的過程。整流單元（AC-DC）主要的拓撲電路是三相全橋不控整流電路。

隨著伺服係統的大規模應用，伺服驅動器使用、伺服驅動器調試、伺服驅動器維修都是伺服驅動器在當今比較重要的技術課題，越來越多工控技術服務商對伺服驅動器進行了技術深層次研究。

伺服進給係統的要求

1、調速範圍寬

2、定位精度高

3、有足夠的傳(chuan) 動剛性和高的速度穩定性

4、快速響應，無超調

為(wei) 了保證生產(chan) 率和加工質量，除了要求有較高的定位精度外，還要求有良好的快速響應特性，即要求跟蹤指令信號的響應要快，因為(wei) 數控係統在啟動、製動時，要求加、減加速度足夠大，縮短進給係統的過渡過程時間，減小輪廓過渡誤差。

5、低速大轉矩，過載能力強

一般來說，伺服驅動器具有數分鍾甚至半小時內(nei) 1.5倍以上的過載能力，在短時間內(nei) 可以過載4～6倍而不損壞。

6、可靠性高

要求數控機床的進給驅動係統可靠性高、工作穩定性好，具有較強的溫度、濕度、振動等環境適應能力和很強的抗幹擾的能力。

對電機的要求

1、從(cong) 低速到速電機都能平穩運轉，轉矩波動要小，尤其在低速如0.1r/min或更低速時，仍有平穩的速度而無爬行現象。

2、電機應具有大的較長時間的過載能力，以滿足低速大轉矩的要求。一般直流伺服電機要求在數分鍾內(nei) 過載4～6倍而不損壞。

3、為(wei) 了滿足快速響應的要求，電機應有較小的轉動慣量和大的堵轉轉矩，並具有盡可能小的時間常數和啟動電壓。

4、電機應能承受頻繁啟、製動和反轉。

位置比例增益

1、設定位置環調節器的比例增益；

2、設置值越大，增益越高，剛度越大，相同頻率指令脈衝(chong) 條件下，位置滯後量越小。但數值太大可能會(hui) 引起振蕩或超調；

3、參數數值由具體(ti) 的伺服係統型號和負載情況確定。

位置前饋增益

1、設定位置環的前饋增益；

2、設定值越大時，表示在任何頻率的指令脈衝(chong) 下，位置滯後量越小；

3、位置環的前饋增益大，控製係統的高速響應特性提高，但會(hui) 使係統的位置不穩定，容易產(chan) 生振蕩；

4、不需要很高的響應特性時，本參數通常設為(wei) 0表示範圍：0~100%。

速度比例增益

1、設定速度調節器的比例增益；

2、設置值越大，增益越高，剛度越大。參數數值根據具體(ti) 的伺服驅動係統型號和負載值情況確定。一般情況下，負載慣量越大，設定值越大；

3、在係統不產(chan) 生振蕩的條件下，盡量設定較大的值。

速度積分時間常數

1、設定速度調節器的積分時間常數；

2、設置值越小，積分速度越快。參數數值根據具體(ti) 的伺服驅動係統型號和負載情況確定。一般情況下，負載慣量越大，設定值越大；

3、在係統不產(chan) 生振蕩的條件下，盡量設定較小的值。

速度反饋濾波因子

1、設定速度反饋低通濾波器特性；

2、數值越大，截止頻率越低，電機產(chan) 生的噪音越小。如果負載慣量很大，可以適當減小設定值。數值太大，造成響應變慢，可能會(hui) 引起振蕩；

3、數值越小，截止頻率越高，速度反饋響應越快。如果需要較高的速度響應，可以適當減小設定值。

最大輸出轉矩設置

1、設置伺服電機的內(nei) 部轉矩限製值；

2、設置值是額定轉矩的百分比；

3、任何時候，這個(ge) 限製都有效定位完成範圍；

4、設定位置控製方式下定位完成脈衝(chong) 範圍；

5、本參數提供了位置控製方式下驅動器判斷是否完成定位的依據，當位置偏差計數器內(nei) 的剩餘(yu) 脈衝(chong) 數小於(yu) 或等於(yu) 本參數設定值時，驅動器認為(wei) 定位已完成，到位開關(guan) 信號為(wei) ON，否則為(wei) OFF；

6、在位置控製方式時，輸出位置定位完成信號，加減速時間常數；

7、設置值是表示電機從(cong) 0~2000r/min的加速時間或從(cong) 2000~0r/min的減速時間；

8、加減速特性是線性的到達速度範圍；

9、設置到達速度；

10、在非位置控製方式下，如果電機速度超過本設定值，則速度到達開關(guan) 信號為(wei) ON，否則為(wei) OFF；

11、在位置控製方式下，不用此參數；

12、與(yu) 旋轉方向無關(guan) 。

應用領域

伺服驅動器廣泛應用於(yu) 注塑機領域、紡織機械、包裝機械、數控機床領域等。

伺服驅動器CSB02.1B-ET-EC-NN-S4-NN-NN-FW，德國力士樂(le) 伺服驅動器；REXROTH伺服控製器，力士樂(le) 驅動器；

德國力士樂(le) REXROTH伺服驅動器訂貨號物料號和型號：

R911378428 CSB02.1B-ET-EC-CN-S4-DA-NN-FW

R911345267 CSB02.1B-ET-EC-CN-S4-EC-NN-FW

R911374851 CSB02.1B-ET-EC-CN-S4-EM-NN-FW

R911383408 CSB02.1B-ET-EC-CN-S5-NN-NN-FW

R911345268 CSB02.1B-ET-EC-EC-L3-DA-NN-FW

R911381179 CSB02.1B-ET-EC-EC-L3-EM-NN-AW

R911341019 CSB02.1B-ET-EC-EC-L3-EM-NN-FW

R911381178 CSB02.1B-ET-EC-EC-L3-NN-NN-AW

R911340356 CSB02.1B-ET-EC-EC-L3-NN-NN-FW

R911347857 CSB02.1B-ET-EC-EC-NN-DA-NN-FW

R911371041 CSB02.1B-ET-EC-EC-NN-EM-NN-FW

R911345193 CSB02.1B-ET-EC-EC-NN-NN-NN-FW

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R911341017 CSB02.1B-ET-EC-EC-S4-EM-NN-FW

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R911369855 CSB02.1B-ET-EC-EM-S4-DA-NN-FW

R911381176 CSB02.1B-ET-EC-EM-S4-NN-NN-AW

R911340357 CSB02.1B-ET-EC-EM-S4-NN-NN-FW

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R911383608 CSB02.1B-ET-EC-EP-NN-NN-NN-FW

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R911383376 CSB02.1B-ET-EC-EP-S5-EC-NN-AW

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R911381175 CSB02.1B-ET-EC-NN-NN-NN-NN-AW

R911338330 CSB02.1B-ET-EC-NN-NN-NN-NN-FW

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R911383413 CSB02.1B-ET-EC-NN-S4-NN-NN-NW

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R911382380 CSB02.1B-ET-EC-NN-S5-NN-NN-AW

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R911387971 CSB02.1B-ET-EC-NN-SB-NN-NN-AW

R911374588 CSB02.1B-ET-EC-NN-SB-NN-NN-FW

R911386005 CSB02.1B-ET-EC-PB-L3-DA-NN-FW

R911369699 CSB02.1B-ET-EC-PB-L3-EC-NN-FW

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R911387080 CSB02.1B-ET-EC-PB-L3-NN-NN-AW

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R911346842 CSB02.1B-ET-EC-PB-NN-DA-NN-FW

R911370274 CSB02.1B-ET-EC-PB-NN-EC-NN-FW

R911370272 CSB02.1B-ET-EC-PB-NN-EM-NN-FW

R911347507 CSB02.1B-ET-EC-PB-NN-NN-NN-FW

R911378938 CSB02.1B-ET-EC-PB-S4-DA-NN-FW

R911347436 CSB02.1B-ET-EC-PB-S4-EC-NN-FW

R911344535 CSB02.1B-ET-EC-PB-S4-EM-NN-FW

R911340986 CSB02.1B-ET-EC-PB-S4-NN-NN-FW

驅動器方麵：伺服驅動器在發展了變頻技術的前提下，在驅動器內(nei) 部的電流環，速度環和位置環（變頻器沒有該環）都進行了比一般變頻更精確的控製技術和算法運算，在功能上也比傳(chuan) 統的伺服強大很多，主要的一點可以進行精確的位置控製。通過上位控製器發送的脈衝(chong) 序列來控製速度和位置（當然也有些伺服內(nei) 部集成了控製單元或通過總線通訊的方式直接將位置和速度等參數設定在驅動器裏），驅動器內(nei) 部的算法和更快更精確的計算以及性能更優(you) 良的電子器件使之更*於(yu) 變頻器。

電機方麵：伺服電機的材料、結構和加工工藝要遠遠高於(yu) 變頻器驅動的交流電機（一般交流電機或恒力矩、恒功率等各類變頻電機），也就是說當驅動器輸出電流、電壓、頻率變化很快的電源時，伺服電機就能根據電源變化產(chan) 生響應的動作變化，響應特性和抗過載能力遠遠高於(yu) 變頻器驅動的交流電機，電機方麵的嚴(yan) 重差異也是兩(liang) 者性能不同的根本。就是說不是變頻器輸出不了變化那麽(me) 快的電源信號，而是電機本身就反應不了，所以在變頻的內(nei) 部算法設定時為(wei) 了保護電機做了相應的過載設定。當然即使不設定變頻器的輸出能力還是有限的，有些性能優(you) 良的變頻器就可以直接驅動伺服電機！

交流電機一般分為(wei) 同步和異步電機

1、交流同步電機：就是轉子是由永磁材料構成，所以轉動後，隨著電機的定子旋轉磁場的變化，轉子也做響應頻率的速度變化，而且轉子速度=定子速度，所以稱"同步"。

2、交流異步電機：轉子由感應線圈和材料構成。轉動後，定子產(chan) 生旋轉磁場，磁場切割轉子的感應線圈，轉子線圈產(chan) 生感應電流，進而轉子產(chan) 生感應磁場，感應磁場追隨定子旋轉磁場的變化，但轉子的磁場變化永遠小於(yu) 定子的變化，一旦等於(yu) 就沒有變化的磁場切割轉子的感應線圈，轉子線圈中也就沒有了感應電流，轉子磁場消失，轉子失速又與(yu) 定子產(chan) 生速度差又重新獲得感應電流。所以在交流異步電機裏有個(ge) 關(guan) 鍵的參數是轉差率就是轉子與(yu) 定子的速度差的比率。

3、對應交流同步和異步電機變頻器就有相應的同步變頻器和異步變頻器，伺服電機也有交流同步伺服和交流異步伺服，當然變頻器裏交流異步變頻常見，伺服則交流同步伺服常見。

在交流同步伺服驅動係統中，普通應用的交流永磁同步伺服電動機有兩(liang) 大類。

一類稱為(wei) 無刷直流電動機，它要求將方波電流直入定子繞組（BLDCM）

另一類稱為(wei) 三相永磁同步電動機，它要求輸入定子繞組的電源仍然是三相正弦波形。（PM·SM）

無刷直流電動機（BLDCM），用裝有永磁體(ti) 的轉子取代有刷直流電動機的定子磁極，將原直流電動機的電樞變為(wei) 定子。有刷直流電動機是依靠機械換向器將直流電流轉換為(wei) 近似梯形波的交流電流供給電樞繞組，而無刷直流電動機（BLDCM）是將方波電流（實際上也是梯形波）直接輸入定子。將有刷直流電動機的定子和轉子顛倒一下，並采用永磁轉子，就可以省去機械換向器和電刷，由此得名無刷直流電動機。BLDCM定子每相感應電動勢為(wei) 梯形波，為(wei) 了產(chan) 生恒定的電磁轉矩，要求功率逆變器向BLDCM定子輸入三相對稱方波電流，而SPWM、PM、SM定子每相感應電動勢為(wei) 近似正弦波，需要向SPWM、PM、SM定子輸入三相對稱正弦波電流。

永磁同步電機的磁場來自電動機的轉子上的磁鐵，磁鐵的特性在很大程度上決(jue) 定了電機的特性，采用的永磁材料主要有鐵淦氧，鋁鎳鈷，釹鐵硼以及SmCO5 Sm2CO17.

在轉子上安裝永磁鐵的方式有兩(liang) 種。一種是將成形磁鐵裝在轉子表麵，即所謂外裝式；另一種是將形成磁鐵埋入轉子裏麵，即所謂內(nei) 裝式。磁鐵的形狀可分為(wei) 扇形和矩形兩(liang) 種。

伺服係統的發展經曆了由液壓到電氣的過程，電氣伺服係統根據所驅動電機類型分為(wei) 直流（DC）伺服係統和交流（AC）伺服係統。交流伺服係統按其采用的驅動電機類型又可分為(wei) 永磁同步（SM型）電動機交流伺服係統和感應式異步（IM型）電動機交流伺服係統。

由於(yu) 直流伺服電動機存在電機結構複雜，維修工作量大例如電機的電刷、換向器等則成為(wei) 直流伺服驅動技術發展的瓶頸。隨著微處理技術、大功率電力電子技術的成熟和交流永磁電機材料的發展和應用，電機效率的提高和製造成本的降低，交流伺服係統得到長足發展並將逐步取代直流伺服係統。