松下伺服
servomotor
■定義: 在伺服系統中控制機械元件運轉的發動機.是一種補助馬達間接變速裝置。
■作用：伺服電機,可使控制速度,位置精度非常準確。將電壓信號轉化為轉矩和轉速以驅動控制對象
■分類：直流伺服電機和交流伺服電機。
伺服電動機分交、直流兩類。交流伺服電動機的工作原理與交流感應電動機相同。在定子上有兩個相空間位移90°電角度的勵磁繞組Wf和控制繞組WcoWf接一恆定交流電壓，利用施加到Wc上的交流電壓或相位的變化，達到控制電動機運行的目的。交流伺服電動機具有運行穩定、可控性好、回響快速、靈敏度高以及機械特性和調節特性的非線性度指標嚴格（要求分別小於10％～15％和小於15％～25％）等特點。直流伺服電動機的工作原理與一般直流電動機相同。電動機轉速n為
n＝E／K1j＝（Ua－IaRa）／K1j式中E為電樞反電動勢；K為常數；j為每極磁通；Ua，Ia為電樞電壓和電樞電流；Ra為電樞電阻。改變Ua或改變φ，均可控制直流伺服電動機的轉速，但一般採用控制電樞電壓的方法。在永磁式直流伺服電動機中，勵磁繞組被永久磁鐵所取代，磁通φ恆定。
直流伺服電動機具有良好的線性調節特性及快速的時間回響。
伺服電動機
伺服：一詞源於希臘語“奴隸”的意思。人們想把“伺服機構”當個得心應手的馴服工具，服從控制信號的要求而動作。在訊號來到之前，轉子靜止不動；訊號來到之後，轉子立即轉動；當訊號消失，轉子能即時自行停轉。由於它的“伺服”性能，因此而得名。
伺服電動機
一般分為直流伺服和交流伺服.
對於直流伺服馬達
優點:精確的速度控制,轉矩速度特性很硬,原理簡單、使用方便,價格優勢
缺點:電刷換向,速度限制,附加阻力,產生磨損微粒(對於無塵室)
對於交流伺服馬達
優點:良好的速度控制特性，在整個速度區內可實現平滑控制，幾乎無振盪;高效率，90%以上，不發熱;高速控制;高精確位置控制（取決於何種編碼器）;額定運行區域內，實現恆力矩;低噪音;沒有電刷的磨損，免維護;不產生磨損顆粒、沒有火花，適用於無塵間、易暴環境慣量低;
Panasonic MINAS A4 SERIES 松下全數字交流伺服系統 DIGITAL AC SERVO MOTOR & DRIVER
工作原理
1.伺服主要靠脈衝來定位，基本上可以這樣理解，伺服電機接收到1個脈衝，就會鏇轉1個脈衝對應的角度，從而實現位移，因為，伺服電機本身具備發出脈衝的功能，所以伺服電機每鏇轉一個角度，都會發出對應數量的脈衝，這樣，和伺服電機接受的脈衝形成了呼應，或者叫閉環，如此一來，系統就會知道發了多少脈衝給伺服電機，同時又收了多少脈衝回來，這樣，就能夠很精確的控制電機的轉動，從而實現精確的定位，可以達到0.001mm。
2.交流伺服電機也是無刷電機，分為同步和異步電機，目前運動控制中一般都用同步電機，它的功率範圍大，可以做到很大的功率。大慣量，最高轉動速度低，且隨著功率增大而快速降低。因而適合做低速平穩運行的套用。
3.伺服電機內部的轉子是永磁鐵，驅動器控制的U/V/W三相電形成電磁場，轉子在此磁場的作用下轉動，同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅動器，驅動器根據反饋值與目標值進行比較，調整轉子轉動的角度。伺服電機的精度決定於編碼器的精度（線數）。
發展歷史
20世紀80年代以來，隨著積體電路、電力電子技術和交流可變速驅動技術的發展，永磁交流伺服驅動技術有了突出的發展，各國著名電氣廠商相繼推出各自的交流伺服電動機和伺服驅動器系列產品並不斷完善和更新。交流伺服系統已成為當代高性能伺服系統的主要發展方向，使原來的直流伺服面臨被淘汰的危機。90年代以後，世界各國已經商品化了的交流伺服系統是採用全數字控制的正弦波電動機伺服驅動。交流伺服驅動裝置在傳動領域的發展日新月異。永磁交流伺服電動機同直流伺服電動機比較，主要優點有：
⑴無電刷和換向器，因此工作可靠，對維護和保養要求低。
⑵定子繞組散熱比較方便。
⑶慣量小，易於提高系統的快速性。
⑷適應於高速大力矩工作狀態。
⑸同功率下有較小的體積和重量。
自從德國MANNESMANN的Rexroth公司的Indramat分部在1978年漢諾瓦貿易博覽會上正式推出MAC永磁交流伺服電動機和驅動系統，這標誌著此種新一代交流伺服技術已進入實用化階段。到20世紀80年代中後期，各公司都已有完整的系列產品。整個伺服裝置市場都轉向了交流系統。早期的模擬系統在諸如零漂、抗干擾、可靠性、精度和柔性等方面存在不足，尚不能完全滿足運動控制的要求，近年來隨著微處理器、新型數位訊號處理器（DSP）的套用，出現了數字控制系統，控制部分可完全由軟體進行，分別稱為摪朧只瘮或摶旌鮮綌、撊只瘮的永磁交流伺服系統。
到目前為止，高性能的電伺服系統大多採用永磁同步型交流伺服電動機，控制驅動器多採用快速、準確定位的全數字位置伺服系統。典型生產廠家如德國西門子、美國科爾摩根和日本松下及安川等公司。
日本松下電機製作所推出的小型交流伺服電動機和驅動器，其中大慣量系列適用於數控工具機，中慣量系列適用於機器人（最高轉速為3000r/min，力矩為0.016～0.16N.m）。還推出小慣量 系列。20世紀90年代先後推出了新的A4系列和A5系列。由舊系列矩形波驅動、8051單片機控制改為正弦波驅動、80C、154CPU和門陣列晶片控制，力矩波動由24％降低到7％，並提高了可靠性。這樣，只用了幾年時間形成了八個系列（功率範圍為0.05～6kW）較完整的體系，滿足了工作機械、搬運機構、焊接機器人、裝配機器人、電子部件、加工機械、印刷機、高速卷繞機、繞線機等的不同需要。
性能特點
Panasonic MINAS SERIES 松下交流伺服松下交流伺服電機的輸出功率一般為0.1-100 W，電源頻率分50Hz、400Hz等多種。它的套用很廣泛，如用在各種自動控制、自動記錄等系統中.
■小型化設計
1) 通過對驅動器進行最佳熱分析實現小型化，與過去相比，體積75%，重量80%
2) 使用薄模具鋼板的新沖片工藝，大幅度降低鐵損，電機長度縮短(過去的70%) 減少驅動器型號、
方便備貨與維護採用電流分級法，一款驅動器適配多款電機，自動識別
■增加電機種類，適應更多場合
1) 增加了高速超小慣量電機，適應更多場合
伺服馬達■ 高速高回響速度回響頻率高達1kHz；高性能的機械適應性 可接收高達2Mpps的脈衝指令 內置瞬時速度觀測器，可快速、高解析度地檢測出電機轉速
■超低振動
1) 自適應濾波器，可根據機械共振頻率不同而自動調整陷波濾波頻率
2) 兩個手動陷波濾波器，抑制機械共振
3) 兩通道振動抑制濾波器，抑制機械遠端振動 地球環境關注對應ROHS指令,採用無鉛化焊錫.
2009/09/10 文/上海太鑫電子
