伺服電機是指控制伺服系統中機械元件運行的發動機，是一種輔助電機間接變速裝置。為此，《自動控制學習路與車間》出版的《伺服電機控制速度及干擾措施研究綜述》僅供讀者參考。

伺服電機可以精確控制速度和位置，并將電壓信號轉化為扭矩和速度來驅動被控對象。伺服電機的轉子速度由輸入信號控制，響應速度快。

在自動控制系統中，它作為執行機構，具有機電時間常數小、線性度高、啟動電壓高等特點。它可以將接收到的電信號轉換成電機軸上的角位移或角速度并輸出。它分為兩類:DC伺服電機和交流伺服電機。它的主要特點是信號電壓為零時，不存在自轉現象，轉速隨扭矩的增大而勻速下降。

伺服電機作為自動化工廠的動力肌肉，在工業控制設計和維護中是不可避免的，所以今天我們就對伺服的速度控制和抗干擾措施進行總結和研究。

常用的伺服電機有很多種，選擇它們并不是一件簡單的事情。每一種伺服都很熟練，對我們的學習壓力很大。我們唯一能采取的措施就是選擇日常工作中最能滿足的車型來學習，順便了解幾個市場上使用較多的車型和品牌。伺服電機轉速從1000、1500、3000不等，以3000RPM時使用最多的交流伺服為代表。

在實際使用中，我們選擇或使用了一臺轉速為3000RPM的伺服，我們需要的速度是0-3000變速，那么我們可以用什么手段來改變當前的伺服速度呢？

伺服速度的調節取決于我們用什么方式控制和控制方式的選擇。無論是我們用脈沖控制速度、模擬控制速度還是直接驅動內部設定控制速度調節也是不同的。我們總結了對應于三種不同控制方法的速度變化。

1、扭矩控制，轉速自由(隨負載變化)。

扭矩控制是我們通常使用較多的一種控制方法。我們通過外部模擬量或直接地址賦值來設置輸出扭矩，所以對應的轉速是不確定的，因為設備老化摩擦系數的變化和負載的變化都會影響轉速輸出。在這種情況下，我們基本上不需要調節轉速，因為是自動調節，我們需要的是系統的穩定性和長時間的扭矩穩定性。

可以通過即時改變模擬量的設置來改變設定的轉矩，也可以通過通訊的方式改變對應地址的值。主要用于對材料應力有嚴格要求的卷繞和放卷裝置，如卷繞裝置或光纖拉絲設備。使用伺服的目的是防止卷繞材料應力的變化。

2.位置控制，精確定位，嚴格控制轉速和扭矩。

在位置控制模式下，旋轉速度通常由外部輸入脈沖的頻率決定，旋轉角度由脈沖的數量決定。一些伺服系統可以通過通信直接給速度和位移賦值。

因為位置模式可以嚴格控制速度和位置，所以它通常應用于定位設備。應用如數控機床、印刷機械等。

在使用中，我們需要知道PLC或其他發送脈沖的額定頻率是多少。20KHz，100KHz，200KHz，實際移動距離，對應于伺服的選定脈沖當量，我們可以計算出伺服移動到指定位置的上限運行速度和時間。

我們必須計算伺服的在線速度，只有選擇合適的伺服模型才能滿足現場使用的要求。伺服運行速度=指令脈沖額定頻率×伺服上限速度伺服控制器一般有編碼器，可以接收編碼器接收到的反饋脈沖。在速度環上設置編碼器反饋脈沖頻率，設置編碼器反饋脈沖頻率=編碼器每周反饋脈沖數×伺服電機設定速度(r/s)。因為指令脈沖頻率=編碼器反饋脈沖頻率/電子傳動比，也可以設置“指令脈沖頻率”來設置伺服電機速度。

3.速度模式，扭矩自由(隨負載變化)。

轉速可以通過模擬量的輸入或脈沖的頻率來控制，當有上位控制裝置的外環PID控制時，可以定位轉速模式，但電機的位置信號或直接負載的位置信號必須反饋到上位進行計算。

速度模式對應位置模式，位置信號有誤差。位置模式的信號由終端負載檢測裝置提供，減少了中間傳輸誤差，相對提高了整個系統的定位精度。

我們的速度控制方式主要是用0-10個電壓信號控制電機速度，模擬量的大小決定給定速度，正負關系決定電機響應取決于速度指令增益。當速度模式用于大負載慣性的情況時，我們需要設置速度環路增益，以使系統響應更快。調整時應考慮設備的振動，系統振動不應由響應速度引起。

當我們使用速度控制時，我們還需要注意加速和減速的設置。如果沒有閉環控制，我們需要通過零箝位或比例控制完全停止電機。當上位機作為位置閉環時，模擬量不能自動歸零。

通過控制系統向伺服驅動器發送+/-10V模擬電壓命令控制速度，具有伺服響應快的優點，但缺點是對現場干擾敏感，調試稍復雜。速度控制的應用相當廣泛:需要快速響應座椅的連續速度控制系統；定位系統由上部位置關閉；需要多種速度快速切換的系統。

在伺服系統的使用和調試過程中，會不時出現各種意想不到的干擾，特別是對于發送脈沖的伺服電機的應用。下面將從幾個方面分析干擾的類型和方式，以達到有針對性的抗干擾。希望大家能一起學習，一起學習。

1.電源干擾。

現場使用條件受到各種限制，我們通常會遇到許多復雜的情況。我們需要習慣性地避免它們，盡可能避免問題的產生。

很多情況下，我們會在旋轉編碼器的電源模塊和運動控制器上增加濾波器，將DC電抗器改為驅動器，通過增加穩壓器、隔離變壓器等設備，改變驅動器位置的低通濾波時間和載波速率等參數，減少電源引入帶來的干擾，避免伺服控制系統失效。

伺服系統電源線應單獨走線，以縮短驅動器與電機電源線之間的距離，避免干擾控制線，造成驅動器故障。

2.混沌接地系統的干擾。

接地是提高電子設備抗干擾能力的有效手段，可以抑制設備的外干擾，避免外界干擾的影響。但是，錯誤的接地會引入嚴重的干擾信號，使系統無法正常工作。控制系統的地線一般包括系統地線、屏蔽地線、交流地線和保護地線等。

如果接地系統混亂，對伺服系統的干擾主要是由于各接地點電位分布不均勻，電纜屏蔽段兩端、接地線、地線等設備接地點不同接地點之間存在電位差，造成接地回路電流，影響系統正常運行。

解決這種干擾的關鍵是區分接地方式，為系統提供良好的接地性能。

注意環境電磁兼容性，屏蔽高頻電磁波、射頻器件等。應抑制和消除電源噪聲干擾源。例如，同一電力變壓器或配電母線上不應有高頻、中頻和大功率整流和逆變電源裝置。......

介紹一種非常規的接地處理，由于配電線路中不可避免地存在較大的干擾源，所以驅動器單獨安裝在機柜中，安裝板采用非金屬板，懸掛與伺服驅動器相關的地線，其他測量系統可靠接地，可能會更好。

3.來自系統內部的干擾。

主要是系統中元器件與電路之間的相互電磁輻射引起的，如邏輯電路的相互輻射，模擬地與邏輯地的相互影響，元器件之間的不匹配使用。

信號線和控制線應選用屏蔽線，有利于防止干擾。

當線路較長時，例如距離超過100 m時，導線的橫截面應擴大。

信號線和控制線應穿過管道放置，以避免與電源線相互干擾。

主要傳輸信號是電流信號，電流信號的衰減和抗干擾性比較好。在實際應用中，傳感器輸出大多是電壓信號，可以通過轉換器進行轉換。

要對模擬弱電路的DC電源進行濾波，可以增加兩個0.01uF(630V)的電容，一端接電源的正負極，另一端接機箱再接地。非常有效。

當伺服發出吱吱聲時，輸出高頻諧波干擾，因此可以在伺服驅動總線電源的P端和N端的機箱上連接一個0.1u/630v CBB電容進行測試。

終端控制線的屏蔽層接在板的0V上，驅動端沒有接，只需撥出一段屏蔽層，擰成一股，露在外面即可。

使用電磁干擾濾波器，在控制線焊接抗干擾電阻，或在電機電源線上連接磁環。

通過三科變頻的技術人員的提醒，由于實際工況要復雜得多，只能具體問題具體分析，但最終總會有一個滿意的解決方案，只是工藝體驗不同而已！