1.1.交流伺服系统。
1.1.1 概念。
交流伺服系统包括基于异步电动机的交流伺服系统和基于同步电动机的交流伺服系统。 伺服来自英文单词servo，指的是系统按照外部指令执行所需的运动，包括位置、速度和力矩。 伺服系统的发展经历了从液压、气动到电气的过程，电气伺服系统包括伺服电机、反馈装置和控制器。 20世纪60年代，第一台直流电机被用作主要执行部件，70年代以后，交流伺服电机的性价比不断提高，逐渐取代直流电机成为伺服系统中占主导地位的执行电机。 控制器的作用是完成伺服系统的闭环控制，包括扭矩、速度和位置等。 我们通常所说的伺服驱动器已经包括控制器和功率放大部分的基本功能。 虽然由功率步进电机直接驱动的开环伺服系统在90年代曾经广泛应用于所谓的经济型CNC领域，但它们很快就被交流伺服所取代。 进入21世纪，交流伺服系统日趋成熟，市场呈现快速多元化和发展态势，国内外众多品牌纷纷进入市场竞争。 交流伺服技术已成为工业自动化的配套技术之一。
在交流伺服系统中，电机的种类包括永磁同步交流伺服电机（PMSM）和感应异步交流伺服电机（IM），其中，永磁同步电机具有非常好的低速性能，可实现弱场和高速控制，调速范围宽，动态特性和效率高，已成为伺服系统的主流选择。 异步伺服电机虽然结构坚固，制造简单，成本低，但在特性和效率上存在差距，只有在大功率场合才有价值。
1.1.2 分类。
交流伺服电机根据电机工作原理的不同可分为永磁同步电机、永磁无刷直流电机、感应（或异步）电机和磁阻同步电机。 这些电机具有与三相绕组相同的定子结构。
感应式交流伺服电机，其转子电流是由滑移电位产生的，并与磁场相互作用产生转矩，其主要优点是无刷、结构坚固、成本低、免维护、环保要求低，其主磁一般励磁电流产生，很容易实现弱磁场控制，高速可达到额定转速的4-5倍; 缺点是需要励磁电流，内部功率因数低，效率低，转子散热困难，伺服驱动能力要求高，电机的电磁关系复杂，难以实现电机磁通量和转矩的控制，电机非线性参数的变化影响控制精度， 并且必须确定参数才能达到更好的控制效果。
永磁同步交流伺服电机，气隙磁场由稀土永磁体产生，通过调节电枢电流实现转矩控制，转矩控制比感应电机简单，可达到较高的控制精度; 转子无铜损、铁损、效率高、内功率因数高，还具有无刷免维护、体积小、惯量小、速度快等特点; 控制需要轴位置传感器，以识别气隙磁场的位置; **比感应电机贵。
无刷直流伺服电机的结构与永磁同步伺服电机相同，借助较简单的位置传感器（如霍尔磁敏开关）的信号来控制电枢绕组的换向，控制最简单; 由于每个绕组的换向需要一组电源开关电路，电枢绕组的数量通常只采用三相，相当于一个直流电机只有三个换向器片，因此电机在运行过程中的脉动转矩较大，导致转速的脉动，需要采用转速闭环以较低的速度运行， 而电机的气隙磁通量是方波分布，可以降低电动机构造成的成本。有时，很难区分无刷直流伺服系统和同步交流伺服系统，但实际上两者的控制性能却大不相同。
磁阻同步电机，使用较少，略有。
1.1.3 绩效指标。
交流伺服系统的性能指标可以从调速范围、定位精度、稳速精度、动态响应和运行稳定性等方面进行衡量。 低档伺服系统的调速范围在1：1000以上，一般为1：5000 1：10000，高性能可达1：100000以上; 定位精度一般要达到1个脉冲，稳速精度，特别是在低速时，如给定1rpm，一般为0在1rpm以内，高性能可以达到001rpm以内; 在动态响应方面，通常测量的指标是系统的最高响应频率，即给定最高频率的正弦速度指令，系统输出速度波形的相位滞后不大于90°或幅度不小于50%。 进口三菱伺服电机MR J3系列的响应频率高达900Hz，而国内主流产品的响应频率为200 500Hz。 在运行稳定性方面，主要是指系统在电压波动、负载波动、电机参数变化、上控制器输出特性变化、电磁干扰等特殊运行条件下保持稳定运行并保证某些性能指标的能力。 在这方面，国内产品，包括一些台湾产品，与世界先进水平有很大的差距。
1.1.4 控制方法。
在控制策略方面，基于电机稳态数学模型的电压频率控制方法和开环磁链轨迹控制方法难以获得良好的伺服特性，而基于永磁电机动态解耦数学模型的矢量控制方法得到广泛应用，是现代伺服系统的核心控制方法。 为了进一步提高控制特性和稳定性，人们提出了反馈线性化控制、滑模变结构控制、自适应控制等理论，以及不依赖数学模型的模糊控制和神经网络控制方法，但大多是在矢量控制的基础上应用的。 此外，高性能伺服控制必须依靠高精度的转子位置反馈，一直希望消除这一环节，开发无传感器控制技术。 到目前为止，在商品化产品中，采用无位置传感器技术只能达到1：100左右的速比，可用于一些对位置和速度精度要求不高的低档伺服控制场合，如单纯追求快速启停和制动的缝纫机伺服控制， 而这项技术的高性能还有很长的路要走。
1.1.5 发展现状。
贝加莱（B&R）的工业自动化CoposMulti驱动系统采用模块化、可扩展的结构，每个轴模块提供1至2个伺服轴，并集成了一个24VDC辅助电源模块，为驱动器、控制器和外围设备提供直流母线的链路，以实现开路、短路和过载保护。 其他特点包括通过空气、油或水冷却的模块化设计，通过能量再生系统确保环境安全。 在中国，我们还没有看到制造商进行类似的模块化设计，并将机器安全的概念集成到产品中。
艾默生控制技术公司展出了UniDrive等交流和直流执行器产品。 UniDrive 驱动器的功率范围为 055 675kw，不同的控制软件可以驱动异步电动机、永磁同步伺服电动机和无刷直流电动机。 额定输出功率为025 台 11kW Varmeca 集成式变速电机和变速驱动器 （VSD） 提供闭环矢量和分布式 （Proxdrive） 版本。 值得注意的是，VSD系统（ATEX）适用于潜在爆炸性气体。 而额定输出功率为 0据说 55 400 kW FLSD 驱动器能够在 B 类或 C 区 1 类 2 类气体中运行。 相应地，国内伺服驱动器厂家的产品功率范围大多在10kw以下，没有商用产品的特殊防护等级，这是国内外较大的差距，也是未来国内伺服厂商差异化竞争的方向。
罗克韦尔自动化展出PowerFlex驱动技术。 PowerFlex 的路线图显示，将于 2006-07 年推出的公共工业协议 （CIP） 运动应用协议有望无缝同步在同一系统中运行的多轴伺服和变频驱动器。 在适用于运动控制的工业协议方面，我们还看到了倍福的 EtherCAT、贝加莱的 PowerLink、Danaher 旗下 Mei 开发的 SynqNet、西门子的 Profinet 以及已发展为 Sercos 的著名 Sercos。 这些通信协议提供了对多个轴进行实时同步控制的可能性，并且还集成到一些高端伺服驱动器中。 在国内，即使是CAN等低端总线也还没有成为伺服驱动器的标准配置，使用高性能实时现场总线的商用驱动器还没有出现。 一方面是因为我们的舵机的基本性能还没有达到相应的水平，另一方面也是因为市场还没有发展到这个程度。 幸运的是，我们看到一些单位进行了有益的研发实践，一方面消化国外先进技术，另一方面试图推出自己的总线标准。 和利时汽车预计将在其下一代伺服产品中集成各种可选通信模块，包括CAN、USB、Fireware和Sercos，以及和利时汽车和北航航空联合开发的CANSMC（多轴同步运动控制总线），基于蓝牙无线通信的模块也在开发中。 中科院沈阳高端数控研发中心等个别单位也开发了自己的运动控制总线协议。
施耐德电气的 Lexium 05 伺服控制器具有与 VFD 逆变器相同的外形尺寸，适用于低成本应用。 事实上，利用逆变器的量产能力推出低端舵机，已经成为一些厂商的竞争手段。 该公司的 Berger Lahr 品牌在其展台随处可见。 其智能集成电机和控制器产品（ICLA）提供三种电机版本：步进电机、交流伺服电机和三相无刷直流电机。 ICLA（“集成、闭环、执行器”的首字母缩写）将电机、位置控制、电力电子和反馈组合在一个紧凑的单元中。 这种集成设计的理念在美国的 Animatics 等公司中也很明显，德国的 AMK 也有类似的产品。 这是一款真正的机电一体化产品，为设计人员带来了一系列工程挑战，包括电磁兼容性、热控制、组件小型化、特殊结构设计等。 在中国，没有制造商推出具有自主知识产权的产品。
高性能伺服电机，集成了 Baumüller 行星齿轮系，效率高达 98%，噪音低; 直驱高扭矩伺服电机，输出扭矩为13500Nm，转速为100 300 rpm。 在中国，我们看到和利时电机公司在其Dolphin系列低压无刷伺服电机系列中提供了类似产品集成行星齿轮减速机，深圳步进也声称能够提供带减速机的步进伺服电机。 在直驱力矩电机市场，成都精密电机厂可以提供定制的电机部件，但客户需要安装额外的反馈装置和第三方驱动器。
安川电机欧洲公司（YEE）展出了广受欢迎的通用Sigma型伺服电机。 YEE的其他发展包括额定功率为05 5kw防爆和符合ATEX标准的交流伺服电机。 安川电机的另一项开发是输出功率高达 500 kW 的大功率伺服电机。 该项目的商业化预计将于2007年完成。 由此，我们可以看到国际制造商专业化和开发大型舵机的趋势。
1.2.西门子交流伺服系统。
SINAMICS 是西门子的核心驱动产品，可与不同的 SIMATIC 控制器组合，实现不同场景下的运动控制。 根据不同的应用场景，运动控制系统可分为基础运动控制、中档运动控制和高端运动控制。 其中，基本运动控制主要使用 SIMATIC S7-200 Smart PLC 或 SIMATIC S7-1200 PLC 脉冲序列、RS485 通信或 PROFINET 通信连接到 SINAMICS 驱动器进行调速和定位。 中档运动控制主要使用 SIMATIC S7-1500 PLC 通过 Profinet 通信连接到 SIMAMICS 驱动器，以实现速度调节、定位和相对同步控制。 高端运动控制主要使用 SIMATIC S7-1500T 或 SIMOTION 控制器，通过 Profinet 通信连接到 SINAMICS 驱动器，以实现速度调节、定位、相对同步、绝对同步、凸轮同步和运动控制。
SINAMICS 变频器包括 SINAMICS 变频器和 SINAMICS 伺服驱动器，其中 SINAMICS 伺服驱动器产品包括 SINAMICS V90 伺服驱动器、SinamiCs S210 伺服驱动器和 S120 伺服驱动器。
SINAMICS V90 伺服驱动器是一种单轴交流伺服驱动器产品，需要与 SIMOTICS 1FL6 伺服电机配合使用，形成整个伺服系统，广泛应用于各个行业。
SinamiCs S210伺服驱动器也是一种单轴交流伺服产品（可用于单相和三相动力伺服驱动器），需要与1FK2电机（提供紧凑型和高动态伺服版本）一起使用。 专为高动态、高性能的运动场景而设计。
SIMOTICS S120 伺服驱动器提供单轴和共直流母线多轴产品，可与 SIMOTICS 1FK7 或 1FT7 系列配合使用，以满足高性能多轴要求，同时支持伺服器内的 DCC 编程，以便快速实施用户特定的驱动解决方案。
Sinamics 产品系列。
1.3.西门子小型伺服系统。
SINAMICS V90 伺服驱动系统是西门子用于基本应用的小型伺服驱动系统，由一个 SINAMICS V90 伺服驱动器、一个 SIMOTICS 1FL6 伺服电机和一根功率范围为 0 的 Motion-Connect 300 连接电缆组成05~7kw。
根据伺服驱动器控制方式的不同，SINAMICS V90 伺服驱动器可分为脉冲式（PTI 集成脉冲串输入、模拟、RS485 通信）和总线式（PN），根据驱动器的电源等级不同，可分为交流 220V（包括单相交流 220V 和三相交流 220V）和三相交流 400V
200-240v
400v
PTI 版本。
PN版本。 
驱动程序总数列表。
根据伺服电机惯量的不同，SIMOTICS 1FL6伺服电机可分为低惯量伺服电机和高惯量伺服电机，根据电机编码器类型不同，可分为增量式编码器和绝对式编码器; 根据有没有制动器，可分为两种伺服电机：带制动器和不带制动器; 根据有没有钥匙，可分为带钥匙和无钥匙的舵机。
高惯性 1fl6
低惯量 1fl6
根据连接电缆功能的不同，运动连接300连接电缆分为电机电力电缆、电机编码器电缆和电机制动电缆; 根据编码器的不同，可分为增量式编码器电缆和绝对式编码器电缆; 根据惯量的不同，可分为低惯量伺服连接电缆和高惯量伺服连接电缆，从形状上也可以区分。
对于轴高为 50 的 SIMOTICS 1FL6 低惯量伺服电机，Motion-Connect 300 是金属头和非塑料头。 需要注意的是，Motion-Connect 300连接电缆是固定长度的非柔性电缆，可以购买用于柔性连接或拖链®使用，用户可以自行定制连接电缆。
此外，SINAMICS V90 伺服驱动系统的组件不允许任意组合，通常 SIMOTICS 1FL6 低惯量电机通过 MITION-CONNECT 300 低惯量伺服电机连接电缆连接到 SIMOTICS 1FL6 低惯量电机; SIMOTICS V90 AC 400V 伺服驱动器通过 MITION-CONNECT 300 高惯量伺服电机连接电缆连接到 SIMOTICS 1FL6 高惯量电机;
SINAMICS V90 伺服驱动系统可广泛应用于电子装配、印刷行业、包装行业、金属成型行业等。
1.4 选择步骤。
选择了 Simotics 1FL6 伺服电机。
b 选择 SINAMICS V90 伺服驱动器。
c 选择 Motion-Connect 300 连接系统。
d 选择 SIMATIC PLC 控制器。
选择步骤。 end
**10,000粉丝奖励计划