西门子6ES7360-3AA01-0AA0详细说明

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控制器与驱动器有什么不同作用，下面论坛小编给各位介绍一下：

步进电机控制器是一种能够发出平均脉冲信号的产品，它发出的信号进入步进电机驱动器后，会由驱动器转换成步进电机所需要的强电流信号，带动步进电机运转。

步进电机在控制系统中具有广泛的应用。它可以把脉冲信号转换成角位移，并且可用作电磁制动轮、电磁差分器、或角位移发生器等。驱动器说接收的是脉冲信号，每收到一个脉冲，步进电机控制器会带动电机转过一个固定的角度，这由于这个特点，步进电机才会被广泛的应用到现在的各个行业里。

步进电机驱动器是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速和定位的目的。步进电机驱动器的原理，采用单极性直流供电。只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电，就能使步进电机步进转动。

一、的选择

步进电机有步距角（涉及到相数）、静转矩、及电流三大要素组成。一旦三大要素确定，步进电机的型号便确定下来了。

1、步距角的选择

电机的步距角取决于负载精度的要求，将负载的较小分辨率（当量）换算到电机轴上，每个当量电机应走多少角度（包括减速）。电机的步距角应等于或小于此角度。目前市场上步进电机的步距角一般有0.36度/0.72度（五相电机）、0.9度/1.8度（二、四相电机）、1.5度/3度（三相电机）等。

2、静力矩的选择

步进电机的动态力矩一下子很难确定，我们往往先确定电机的静力矩。静力矩选择的依据是电机工作的负载，而负载可分为惯性负载和摩擦负载二种。单一的惯性负载和单一的摩擦负载是不存在的。直接起动时（一般由低速）时二种负载均要考虑，加速起动时主要考虑惯性负载，恒速运行进只要考虑摩擦负载。一般情况下，静力矩应为摩擦负载的2-3倍内好，静力矩一旦选定，电机的机座及长度便能确定下来（几何尺寸）

3、电流的选择

静力矩一样的电机，由于电流参数不同，其运行特性差别很大，可依据矩频特性曲线图，判断电机的电流（参考驱动、及驱动电压）

4、力矩与功率换算

步进电机一般在较大范围内调速使用、其功率是变化的，一般只用力矩来衡量，力矩与功率换算如下：

p= ω·m ω=2π·n/60 p=2πnm/60

其p为功率单位为瓦，ω为每秒角速度，单位为弧度，n为每分钟转速，m为力矩单位为牛顿·米

p=2πfm/400(半步工作）

其中f为每秒脉冲数（简称pps)

二、应用中的注意点

1、步进电机应用于低速场合---每分钟转速不**过1000转，（0.9度时6666pps)，较好在1000-3000pps(0.9度）间使用，可通过减速装置使其在此间工作，此时电机工作效，噪音低。

2、步进电机较好不使用整步状态，整步状态时振动大。

3、由于历史原因，只有标称为12v电压的电机使用12v外，其他电机的电压值不是驱动电压伏值 ，可根据驱动器选择驱动电压（建议：57byg采用直流24v-36v，86byg采用直流50v,110byg采用**直流80v），当然12伏的电压除12v恒压驱动外也可以采用其他驱动电源，不过要考虑温升。

4、转动惯量大的负载应选择大机座号电机。

5、电机在较高速或大惯量负载时，一般不在工作速度起动，而采用逐渐升频提速，一电机不失步，二可以减少噪音同时可以提高停止的定位精度。

6、高精度时，应通过机械减速、提高电机速度,或采用高细分数的驱动器来解决，也可以采用5相电机，不过其整个系统的价格较贵，生产厂家少，其被淘汰的说法是外行话。

一、步进油和水的保护

1、步进伺服电机可以用在会受水或油滴侵袭的场所，但是它不是全防水或防油的。因此，步进伺服电机不应当放置或使用在水中或油侵的环境中。

2、如果步进伺服电机连接到一个减速齿轮，使用步进伺服电机时应当加油封，以防止减速齿轮的油进入步进伺服电机。

3、步进伺服电机的电缆不要浸没在油或水中。

二、步进伺服电机电缆→减轻应力

1、确保电缆不因外部弯曲力或自身重量而受到力矩或垂直负荷，尤其是在电缆出口处或连接处。

2、在步进伺服电机移动的情况下，应把电缆(就是随电机配置的那根)牢固地固定到一个静止的部分(相对电机)，并且应当用一个装在电缆支座里的附加电缆来延长它，这样弯曲应力可以减到较小。

3、电缆的弯头半径做到尽可能大。

三、步进伺服电机允许的轴端负载

1、确保在安装和运转时加到步进伺服电机轴上的径向和轴向负载控制在每种型号的规定值以内。

2、在安装一个刚性联轴器时要格外小心，特别是过度的弯曲负载可能导致轴端和轴承的损坏或磨损。

3、较好用柔性联轴器，以便使径向负载低于允许值，此物是专为高机械强度的步进伺服电机设计的。

4、关于允许轴负载，请参阅“允许的轴负荷表”(使用说明书)。

四、步进伺服电机安装注意事项

1、在安装/拆卸耦合部件到步进伺服电机轴端时，不要用锤子直接敲打轴端。(锤子直接敲打轴端，步进伺服电机轴另一端的编码器要被敲坏)。

2、竭力使轴端对齐到较佳状态(对不好可能导致振动或轴承损坏)。

伺服系统（servomechanism）又称随动系统，是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。伺服系统使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标（或给定值）的任意变化的自动控制系统。它的主要任务是按控制命令的要求、对功率进行放大、变换与调控等处理，使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制非常灵活方便。在自动化领域很多情况下，伺服系统专指被控制量（系统的输出量）是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统，其作用是使输出的机械位移（或转角）准确地跟踪输入的位移（或转角），其结构组成和其他形式的反馈控制系统没有原则上的区别。

伺服在自动化半导体设备中的应用较其广泛,例如在涂胶机,光刻机等设备上均有。

伺服驱动系统（servosystem）简称伺服系统，是一种以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统，例如等。使用在伺服系统中的驱动电机要求具有响应速度快、定位准确、转动惯量（使用在机电系统中的的转动惯量较大，为了能够和丝杠等机械部件直接相连。伺服电机有一种专门的小惯量电机，为了得到较高的响应速度。但这类电机的过载能力低，当使用在进给伺服系统中时，必须加减速装置。转动惯量反映了系统的加速度特性，在选择伺服电机时，系统的转动惯量不能大于电机转动惯量的3倍。）较大等特点，这类**的电机称为伺服电机。当然，其基本工作原理和普通的交直流电机没有什么不同。该类电机的**驱动单元称为伺服驱动单元，有时简称为伺服，一般其内部包括电流、速度和/或位置闭环。

伺服（servo)是一个性能上的名词，一般只要主令和控制结果的近似达到了一定高的程度就能称为伺服，这和机器的结构没有直接的关系。例如伺服系统都没有精确的惯量匹配的范围，这是因为惯量匹配的结果只要不影响控制对象对主令跟随或影响不大就好了，跟具体是3还是3.5没有关系。伺服系统也不一定是电机系统，有的气动系统就称为气动伺服。

伺服系统由伺服电机、伺服驱动器、指令机构三大部分构成，伺服电机是执行机构，就是靠它来实现运动的，伺服驱动器是伺服电机的功率，指令机构是发脉冲或者给速度伺服驱动器的，常用的驱动元件有ipm模块。上位机：给伺服指令，如、机、数控系统等；伺服放大器：接收并处理上位机的指令，控制电机转动角度和速度；伺服电机：执行机构，其自带的编码器把电机旋转的角度和速度反馈给伺服放大器，构成闭环，确保精度！

1、控制器通常是计算机或pid控制电路，主要任务是对比较元件输出的偏差信号进行变换处理，控制执行元件按要求动作。

2、执行环节，其作用是按控制信号的要求，将输入的各种形式的能量转化成机械能，驱动被控对象工作，系统中的执行元件一般指各种电机或液压，气动伺服机构等。

3、被控对象，机械参数量包括位移、速度、加速度、力和力矩为被控对象。

4、比较环节是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较，以获得输出与输入间的偏差信号的环节，通常由专门的电路或计算机来实现。

5、检测环节，能够对输出进行测量并转换成比较环节所需要的量纲的装置，一般包括和转换电路。

伺服系统本质上是一种随动系统。只不过被控量是位移或是其对时间的导数。如果要问什么是随动系统，就是一个系统的输出尽可能以较快，较精确的方式复现输入信号。其衡量的指标有**调量、延迟。

下面就关于伺服电机的相关问题作出了整理,希望在今后的工作中能带来帮助.

1.伺服电机为什么不会丢步？

伺服电机驱动器接收电机编码器的反馈信号，并和指令脉冲进行比较，从而构成了一个位置的半闭环控制。所以伺服电机不会出现丢步现象，每一个指令脉冲都可以得到可靠响应。

2.对伺服电机进行机械安装时，应特别注意什么？

由于每台伺服电机后端部都安装有旋转编码器，它是一个十分易碎的精密光学器件，过大的冲击力肯定会使其损坏。

3.如何调节伺服电机，调节伺服电机有几种方式？

使用泰科智能图像化软件对电机的pid参数、电机参数、齿轮比等进行调节。

4.我们想用伺服电机替换产品中的，应注意哪些问题？

a.为了保控制系统改变不大，应选用数字式伺服系统，仍可采用原来的脉冲控制方式；

b.由于伺服电机都有一定过载能力，所以在选择伺服电机时，经验上可以按照所使用的步进电机输出扭矩的1/3来参考确定伺服电机的额定扭矩；

c.伺服电机的额定转速比步进电机的转速要高的多，为了充分发挥伺服电机的性能，增加减速装置，让伺服电机工作在接近额定转速下，这样也可以选择功率更小的电机，以降。

5.用脉冲方式控制伺服电机的优点?

一可靠性高，不易发生飞车事故。用模拟电压方式控制伺服电机时，如果出现接线接错或使用中元件损坏等问题时，有可能使控制电压升至正的较大值。这种情况是很危险的。如果用脉冲作为控制信号就不会出现这种问题。

二 信号抗干扰性能好。数字电路抗干扰性能是模拟电路难以比拟的。

当然目前由于伺服驱动器和运动控制器的限制，用脉冲方式控制伺服电机也有一些性能方面的弱点。一是伺服驱动器的脉冲工作方式脱离不了位置工作方式，二是运动控制器和驱动器如何用足够高的脉冲信号传递信息。

这两个根本的弱点使脉冲控制伺服电机有很大限制。

(1)控制的灵活性大大下降。这是因为伺服驱动器工作在位置方式下，位置环在伺服驱动器内部。这样系统的pid参数修改起来很不方便。当用户要求比较高的控制性能时实现起来会很困难。从控制的角度来看，这只是一种很低级的控制策略。如果控制程序不利用编码器反馈信号，事实上成了一种开环控制。如果利用反馈控制，整个系统存在两个位置环，控制器很难设计。在实际中，常常不用反馈控制，但不定时的读取反馈进行参考。这样的一个开环系统，如果运动控制器和伺服驱动器之间的信号通道上产生干扰，系统是不能克服的。

(2)控制的快速性速度不高。

6.伺服电机通电以前应做哪些检查工作？

检查电机与驱动器的连线，连线不能虚连，线不能接错。

7.控制伺服时，给信号时，伺服电机不转，振动?

u，v，w三相接错。

8.如何根据客户的要求为客户选配伺服电机和减速机，所选的方案应为较佳。

根据功率选取减速机，选出合适的减速机尺寸，在根据减速机选择合适的伺服电机，一定要注意速度的选取。

用户在一些机械上使用时，经常会发生噪声过大，电机带动负载运转不稳定等现象，出现此问题时，许多使用者的**反应就是伺服电机质量不好，因为有时换成或是变频电机来拖动负载，噪声和不稳定现象却反而小很多。表面上看，确实是伺服电机的原故，但我们仔细分析伺服电机的工作原理后，会发现这种结论是完全错误的。

交流伺服系统包括：伺服驱动器、伺服电机和一个反馈(一般伺服电机自带光学编码器)。所有这些部件都在一个控制闭环系统中运行：驱动器从外部接收参数信息，然后将一定电流输送给步进伺服电机，通过电机转换成扭矩带动负载，负载根据它自己的特性进行动作或加减速，传感器测量负载的位置，使驱动装置对设定信息值和实际位置值进行比较，然后通过改变电机电流使实际位置值和设定信息值保持一致，当负载突然变化引起速度变化时，编码器获知这种速度变化后会马上反应给伺服驱动器，驱动器又通过改变提供给伺服电机的电流值来满足负载的变化，并重新返回到设定的速度。

交流伺服系统是一个响应非常高的全闭环系统，负载波动和速度较正之间的时间滞后响应是非常快的，此时，真正限制了系统响应效果的是机械连接装置的传递时间。

在此举一个简单的例子：有一台机械，是用伺服电机通过v形带传动一个恒定速度、大惯性的负载。整个系统需要获得恒定的速度和较快的响应特性，分析其动作过程：

当驱动器将电流送到电机时，电机立即产生扭矩;一开始，由于v形带会有弹性，负载不会加速到像步进电机那样快;伺服电机会比负载提前到达设定的速度，此时装在电机上的编码器会削流，继而削弱扭矩; 随着v型带张力的不断增加会使电机速度变慢，此时驱动器又会去增加电流，周而复始。

在此例中，系统是振荡的，电机扭矩是波动的，负载速度也随之波动。其结果当然会是噪音、磨损、不稳定了。不过，这都不是由伺服电机引起的，这种噪声和不稳定性，是来源于机械传动装置，是由于伺服系统反应速度(高)与机械传递或者反应时间(较长)不相匹配而引起的，即伺服电机响应快于系统调整新的扭矩所需的时间。

找到了问题根源所在，解决以上例子问题，您可以：(1)增加机械刚性和降低系统的惯性，减少机械传动部位的响应时间，如把v形带更换成直接丝杆传动或用齿轮箱代替v型带。(2)降低伺服系统的响应速度，减少伺服系统的控制带宽，如降低伺服系统的增益参数值。 以上只是噪声，不稳定的原因之一，针对不同的原因，会有不同的解决办法，如由机械共振引起的噪声，在伺服方面可采取共振抑制，低通滤波等方法，总之，噪声和不稳定的原因，基本上都不会是由于伺服电机本身所造成。

1.步进的主要特性参数

（1）步距角a 每输入一个电脉冲信号，转子所转过的角度称为步距角。步进电动机的步距角可按下式计算：

a = 360°/mkz

（2）静态步距角误差△a 步进电动机的实际步距角与理论步距角之差称为静态步距角误差。

（3）较大静转矩tmax 使转子刚刚离开平衡位置的极限转矩值称为较大静转矩。

（4）空载起动频率 fq 电动机在空载情况下，不失步起动所能允许的较高频率称为空载起动频率。

（5）连续运行较高工作频率（矩频特性） 步进电动机起动后，电动机速度能跟随控制脉冲频率连续上升而不失步运行的频率称为连续运行频率。

2.步进电动机的选择

（1）必须保证步进电动机的输出转矩大于负载转矩，使电动机的矩频特性有一定裕量，以保运行可靠；

（2）要求计算的机械系统负载转动惯量与步进电动机转子的转动惯量相匹配，并有一定裕量；

（3）使较高连续工作频率能满足产品快速移动的要求；

（4）使步进电动机的步距角a与机械系统相匹配，以得到机床所要求的脉冲当量