松下伺服

松下伺服， 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。

基本介紹

• 中文名：松下伺服
• 外文名：servomotor
• 作用：伺服電機
• 分類：直流伺服電機和交流伺服電機

松下伺服

servomotor

■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

Panasonic MINAS SERIES 松下交流伺服

用作自動控制裝置中執行元件的微特電機。又稱執行電動機。其功能是將電信號轉換成轉軸的角位移或角速度。

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，就會旋轉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，所以伺服電機每旋轉一個角度，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）。

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

2) 針對中國OEM客戶，增加了低功率增大慣量電機 編碼器省配線增量式5線；絕對式7線 適應中國電網能力提高主電路設計參考中國電網情況，特別設計了單相200V、單/三相200V驅動器 使用簡單、高性能自帶操作面板，方便參數調整、狀態監視、故障提示與分析，功能強大智慧型化的自動調整功能使專業地、複雜地調試過程輕鬆完成

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.

型號分類

MINAS A 系列

A系列特點1.採用松下公司獨特算法，使速度頻率回響提高2倍，達到500HZ；定位超調整定時間縮短為以往產品的1/4。2.具有共振抑制和控制功能：可函蓋機械的剛性不足，從而實現高速定位。3.具有全閉環控制功能：通過外接高精度的光柵尺，構成全閉環控制，進一步提高系統精度。4.具有一系列方便使用的功能：（1）內藏頻率解析功能（FFT）,從而可檢測出機械的共振點，便於系統調整。（2）有兩種自動增益調整方式：常規自動增益調整和實時自動增益調整。（3）配有RS485，RS232C通信口，上位控制器可同時控制多達16個軸。5.電機防護等級達IP65,環境適應性強。6.電機可配用多種編碼器，適應各種用戶需要：（1）普通型：2500p/r增量式編碼器。（2）高精度型：17位型（217）增量式編碼器（3）特殊型217位型（217）絕對式編碼。

目前minas a 系列大陸地區已不支持訂貨。可從日本進口。所以一些a系列的伺服有壞掉要更換的可以從選擇繼續選用原先系列或者使用a4 系列對應型號整套替換。某些型號需核對電機尺寸是否一致方可替換。

MINAS A4 系列

■採用松下公司獨特算法，使速度頻率回響提高2倍，達到500HZ；定位超調整定時間縮短為以往產品的1/4。

■具有共振抑制和控制功能：可函蓋機械的剛性不足，從而實現高速定位。

■具有全閉環控制功能：通過外接高精度的光柵尺，構成全閉環控制，進一步提高系統精度。

■具有一系列方便使用的功能：

（1）內藏頻率解析功能（FFT),從而可檢測出機械的共振點，便於系統調整。

（2）有兩種自動增益調整方式：常規自動增益調整和實時自動增益調整。

（3）配有RS485，RS232C通信口，上位控制器可同時控制多達16個軸。

■電機防護等級達IP65,環境適應性強。

■電機可配用多種編碼器，適應各種用戶需要：

（1）普通型：2500p/r增量式編碼器。

（2）高精度型：17位型（）增量式編碼器（3）特殊型位型（4）絕對式編碼器。

松下MINAS系列伺服驅動器、伺服電機性能:

MINAS系列交流伺服是日本松下電器公司於1993年投入批量化生產的全新全數位化（位置、速度、電流三環全數位化）的交流伺服。由於內部控制採用32位DSP，運用IGBTPWM控制方式，因此系統回響快、精度高、體積小，目前已廣泛套用於數控工具機、機器人、輕工機械、紡織機械、醫療器械、自動化生產線、半導體生產等各種有精確調速、定位要求的場合。

松下伺服的特點：

一，帶操作面板，控制和使用簡便易行

每套松下伺服驅動器上都配有操作面板，各種參數和控制方式均可通過操作面板實行調整，非常適合於現場調試。面板可顯示運行速度、位置脈衝、實際轉矩、接線I/O狀態、參數設定、錯誤原因等大量信息。特別是實際轉矩的顯示給設計、選型提供了極大方便。通過操作面板可以檢查接線狀態，用戶可利用此功能判別接線錯誤，十分有效。

二，穩妥方便的自動調整，剛性調整更方便

用戶在調試設備時可以啟動自動增益調整功能來調節伺服系統的剛性。松下伺服在自動增益調整時運動範圍小（電機正轉兩圈反轉兩圈）運動速度低（約100rpm），所以在磨床等運動行程非常有限的場合運用時非常安全可靠。

三，控制方式多樣化

有三種控制方式可供選擇：速度控制方式、位置控制方式、轉矩控制方式　以上三種方式也可進行複合控制。其中位置控制方式極具特色，用戶可以採用電子線路、單片機、PC機及其他方式非常簡便而廉價地實現數控功能。系統中還配備了“電子齒輪”功能，也就是說可以通過參數設定對輸入指令脈衝任意分/倍頻而達到和機械系統的良好配合。

四，保護設施齊全

系統還配有各種自診斷保護措施，硬體軟體雙重保護，並可以勝任三倍過載。一旦發生錯誤，便立即停機，並告以報警故障原因，在用戶解除故障後方可重新工作，因此可靠性極高。

目前A4系列存貨也不多了，松下會逐漸減少A4訂單。

MINAS A5 系列

功率： 從常規品種50W～5kW規格已擴展到15KW,有各種慣量以良好的匹配機械。

・特性改善：

・速度回響高達2kHZ,適合各種高速定位的工業場合； 極低齒槽轉矩（0.5%以下）

・高分解率： 絕對式17bit、增量式20bit

・小型・超輕化： 行業最輕（1kW～5kW）

・耐環境性能升級： IP67構造

・安裝：與A4系列互換

A5系列驅動器的特點

・電源：單相AC100V、單/3相AC200V

・控制模式：轉矩、速度、位置、全閉環控制。

・實時自動增益調整達32級，陷波濾波器達4個，極大降低了機械共振。

・符合歐洲規範的安全鈕,增加如編碼器溫度檢測等安全措施。

・輸入/輸出脈衝頻率可達到4Mpps。

・控制參數：擴大自動設定範圍。

・與PC通信：對應USB 多語言新軟體設定，操作性能升級。

目前市場主流是A5系列的伺服產品，價格也較之A4便宜很多.

New-E系列

此系列伺服產品功率只局限於200W 400W 和750W ，是針對於電子設備行業開發的簡易型伺服。伺服馬達解析度跟A4一樣保持10000,驅動器不帶按鍵操作，所以只能通過軟體調整和監視。價格較之A5更為低廉。使用行業有一定局限性。

其他產品

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