伺服电机控制技术(工程师培训)

交流永磁同步伺服系统一、伺服驱动器应用的场合：成功案例：车床、袜机、横机、绣花机、织编机、内衣机、制涮机、磨床、渔网机、包装机、塑料机、内圆切机、自动送料机、制袋机、雕刻机、喷绘机、绕线机、弯管机、丝网印刷机、钻孔机等。

二、元器件命名规则2.1 贴片电容的命名：0805-CG-102-J-500-NT0805:是指该贴片电容的尺寸大小，是用英寸表示的08表示长度是0.08英寸，05表示宽度为0.05英寸。

CG: 表示做这种电容要求用的材质。

102：是指电容容量，前两位是有效数字，10×10^2=1000PF.J: 要求电容的容值达到的误差精度为5%。

F为1%。

500：是要求电容承受的耐压为50V，同样500前两位是有效数字，后面是指多少个零。

N: 是指端头材料，现在一般的端头都是指三层电极。

T::包装方式：T表示编带包装，B表示塑料盒包装。

2.2 贴片电阻的命名：R-S-05-K-102-J-TR:表示电阻S：提升功率（还有一种C:表示常规功率）05：表封装（01=0201，02=0402，03=0603，05=0805，06=1206，1210=1210，1812=1812，10=2010，12=2512）K:表示温度系数。

（W=200PPM,V=400PPM,K=100PPM,L=250PPM）102：阻值大小。

（前两位为有效位，后一位为指数位。

102=10×10^2=1000欧。

J;表示精度。

T:表示包装。

三、伺服系统基本结构交流永磁同步电机伺服系统主要由伺服控制单元，功率驱动单元，通讯接口单元，伺服电机及相应反馈检测器件组成，其结构组成如图所示。

其中伺服控制单元包括位置控制器、速度控制器、转矩和电流控制器等。

全数字化的永磁同步电机伺服控制系统集先进控制技术和控制策略为一体，使其非常适用于高精度。

高性能要求的伺服领域，同时智能化已成为了现代伺服驱动系统的一个发展趋势。

（1）功率驱动单元功率驱动单元采用三相全桥不控整流，三相正弦PWM电压型逆变器的AC-DC-AC结构。

步进电机伺服电机及驱动控制技能培训文稿南京步进电机厂技术部（2015V2.0）现在已经进入机器人时代，中国的机器人产量将会占据全球产量的三分之一至多。

普及数字化运动控制知识，迫在眉睫。

鉴于网络上许多鱼龙混杂的“知识点”“讲座”“问答”等等，导致更多技术人员处于技术恍惚之中。

我厂技术部，在接待众多技术咨询中的若干难点问题归纳如下（涉及军事技术机密内容，已经屏蔽处理），从生产应用实践经验得出的解释，供大家分享。

★步进电机和伺服电机，都是是能够接受数字信号控制的将电能转化为机械动能的数字化电机。

广泛应用“机器人”、自动化设备的精密定位控制。

其位移是通过脉冲信号数量控制的，转速是通过脉冲频率控制的。

伺服电机属于闭环控制的电机，必须采集电机旋转轴的编码器信号，才能够实现控制。

与此相反的，是步进电机，这种电机能够实现开环控制。

通常伺服电机，不是说“容量”，而是说功率。

步进电机不说“功率”，而是“保持转矩”。

伺服电机率能够做的很小，也可以做得非常大，甚至几十或者几百千瓦。

“通常在30瓦以下”的说法是错误的。

步进电机，混合式最小为20BYG系列的，永磁式电机最小有几毫米直径的。

混合式步进电机，是最常用的一种。

最大混合式步进电机保持转矩50Nm，例如130BYG350B。

混合式步进电机，如果再做大，从能效比考量不太适宜，使用效果，也不是那么满意。

★步进电机最大的优点就是能够实现开环控制，不许过载，线圈不会轻易烧毁。

而伺服电机允许过载3倍左右运行，长期过载运行，极易烧毁线圈。

★开环控制，结构简单，成本低廉。

相对而言，步进电机和驱动器全套价格只有伺服电机和驱动器全套价格大约一半左右。

★步进电机和伺服电机控制的精度，从长度单位来看，都能够达到0.001毫米的精度。

两者的运动控制精度都能够到达预期的设计。

但是，步进电机和驱动器的选型配置不合理，将会导致，控制精度的下降。

★通常步进电机不是从功率角度选型，主要看步进电机的保持转矩（绝大多数应用场合可以忽略定位转矩的参数）。

《变频与伺服控制技术》职业培训典型项目建设方案《变频与伺服控制技术》是电气自动化技术专业针对电气设备生产、安装、调试与维护的要求等关键岗位，经过对企业岗位典型工作任务的调研和分析后，归纳总结出来的为适应自动化电气设备制造、运用、调试、检修和维护等能力要求而设置的一门培训课程。

《变频与伺服控制技术》培训课程通过与变频调速系统相关的实际项目学习，增强学生对专•业变频自动化知识运用的认识，让他们熟练掌握主流变频器的功能、结构和原理，熟悉变频调速系统的调试、使用和维护，从而满足企业对相应岗位的职业能力需求。

通过培训课程的学习培养学生具有选择、使用、维护常用变频器及变频调速系统方面的岗位职业能力，初步形成分析、解决实际问题的能力，养成良好的职业道德，为适应专业岗位能力打下坚实的基础。

一、培训目标1.知识目标（1）了解交流电动机的调速原理，变频器的基本结构、调速方式及特点：（2）了解变频器的基本原理、变频调速的特点。

（3）掌握变频器的操作方式，变频器参数的设置步骤，理解变频器的功能及参数预置。

（4）理解变频器的接口电路方式和原理；（5）熟悉变频器的安装、调试及抗干扰措施。

（6）掌握变频器常用控制电路原理、设计及调试维护。

（7）了解伺服驱动电机及伺服系统的构成；2.能力目标（1）具有借助变频器用户手册等工具书查阅有关数据，进行变频器的参数预置的能力。

（2）能够正确识别变频器面板功能按键及区域，熟练使用面板操作。

（3）能够正确连接变频器主电路和控制电路，设计PLC与变频器接口电路。

（4）能够根据变频器的不同控制方式，进行变频器参数设置，实现变频器对交流电动机的多种方式的调速控制。

（5）能够完成简单PLC与变频器系统的硬件设计、参数设置及调试运行。

（6）初步具备变频器的安装、调试及故障判断的能力。

（7）能够进行伺服系统的初步设计与调试。

（8）逐步具备根据客户要求，提出合理的技术方案，合理预算成本，保证系统质量，组织生产工作、沟通能力。

伺服控制系统工程师（高科技板块）岗位职责
伺服控制系统工程师（高科技板块）是负责设计和开发伺服控制系统的专业人员。

其职责主要包括：
1. 负责伺服控制系统的设计与开发，包括伺服电机、驱动器、编码器、控制器等的选型、参数调试及程序编写等工作；
2. 开展系统测试、调试、验证和优化，确保系统性能达到设计要求，包括运动控制精度、速度响应、稳定性等指标；
3. 负责独立开展系统故障排查与维修，解决系统运行中出现的问题，确保系统的稳定运行；
4. 参与项目组的技术研究、方案讨论和技术攻关，为产品技术发展提供专业支持；
5. 完成系统设计文档及测试报告的编写，提供系统设计的技术支持和培训。

以上是伺服控制系统工程师（高科技板块）的主要职责。

为了胜任这个职位，需要具备以下技能和能力：
1. 掌握电气控制原理、运动控制、伺服控制器等相关知识；
2. 具备较强的电路设计及调试能力，熟悉电路仿真软件（如Altium Designer, EAGLE等）的使用；
3. 熟练掌握C/C++等编程语言及运用，具备嵌入式系统开发经验；
4. 具备较强的项目管理和沟通能力，能够快速适应项目开发的多变环境；
5. 具备一定的英语阅读、写作和口语能力，能够阅读和理解相关技术文献和国际标准。

综上所述，伺服控制系统工程师（高科技板块）是一项技术性颇高的岗位，需要较高的学习经验和实践经验，同时需要具有比较强的团队协作和沟通能力。

在这个领域成长，需要不断学习新的技术和知识，掌握最新的电气控制和运动控制技术，提高自身技能和竞争力。