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伺(si)服電(dian)機使用過程中常(chang)見的(de)三個(ge)問題：
問題一：交流伺服電機選型
在(zai)選(xuan)(xuan)擇好機械(xie)傳動方案以后(hou)，就必須對伺(si)服電機的(de)型號和大(da)小進行選(xuan)(xuan)擇和確認。
（1）選型條件 — 一般情況(kuang)下(xia)，選擇伺服電(dian)機需滿足下(xia)列情況(kuang)：
● 馬達最大轉(zhuan)(zhuan)速(su)>系統所需之最高移動(dong)轉(zhuan)(zhuan)速(su)；
● 馬達(da)的轉子慣(guan)(guan)量與負載(zai)慣(guan)(guan)量相(xiang)匹配；
● 連續負載(zai)工(gong)作扭力≦馬達額定扭力；
; ● 馬達最大輸(shu)出扭力>系統所需最大扭力（加速時扭力）。
（2）選型(xing)計算：
● 慣量匹配(pei)計算(suan)（JL/JM）
● 回轉速(su)度計算（負載端轉速(su)，馬達端轉速(su)）
● 負載(zai)扭矩(ju)計(ji)算（連續負載(zai)工作扭矩(ju)，加(jia)速時扭矩(ju)）
問題二：噪聲，不穩定
客戶在一(yi)些機(ji)(ji)(ji)械上使用伺(si)服電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)時(shi)，經(jing)常會發生噪聲過大，電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)帶動(dong)負(fu)載運轉不穩定等現(xian)(xian)(xian)象，出現(xian)(xian)(xian)此(ci)問題時(shi)，許多使用者的第(di)一(yi)反應就是(shi)伺(si)服電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)質量不好，因為有時(shi)換(huan)成步進電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)或是(shi)變頻(pin)電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)來拖動(dong)負(fu)載，噪聲和(he)不穩定現(xian)(xian)(xian)象卻(que)小很多。表(biao)面(mian)上看，確(que)實是(shi)伺(si)服電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)的原故，但我(wo)們仔細(xi)分析伺(si)服電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)的工作原理后(hou)，會發現(xian)(xian)(xian)這種結論是(shi)完全(quan)錯誤的。
交流伺服系統包括：伺服驅動、伺服電機和(he)一個反饋(kui)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)(一般伺(si)服電(dian)(dian)(dian)機自帶(dai)光(guang)學偏碼器(qi))。所有這些部件都在(zai)一個控制(zhi)閉環系(xi)統(tong)中運行(xing)：驅(qu)動器(qi)從外(wai)部接收參數(shu)信息，然后將(jiang)一定(ding)電(dian)(dian)(dian)流輸送給電(dian)(dian)(dian)機，通過(guo)(guo)電(dian)(dian)(dian)機轉(zhuan)換成扭(niu)矩帶(dai)動負載(zai)(zai)，負載(zai)(zai)根(gen)據它自己的(de)(de)(de)特性進行(xing)動作或加減速(su)(su)(su)，傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)測(ce)量負載(zai)(zai)的(de)(de)(de)位置(zhi)，使驅(qu)動裝置(zhi)對(dui)設(she)(she)定(ding)信息值和(he)實(shi)際位置(zhi)值進行(xing)比較(jiao)，然后通過(guo)(guo)改變(bian)(bian)電(dian)(dian)(dian)機電(dian)(dian)(dian)流使實(shi)際位置(zhi)值和(he)設(she)(she)定(ding)信息值保持一致，當負載(zai)(zai)突然變(bian)(bian)化(hua)引(yin)起速(su)(su)(su)度(du)(du)變(bian)(bian)化(hua)時，偏碼器(qi)獲知(zhi)這種速(su)(su)(su)度(du)(du)變(bian)(bian)化(hua)后會馬上反應(ying)給伺(si)服驅(qu)動器(qi)，驅(qu)動器(qi)又通過(guo)(guo)改變(bian)(bian)提供(gong)給伺(si)服電(dian)(dian)(dian)機的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)流值來滿足負載(zai)(zai)的(de)(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)，并重(zhong)新返(fan)回到設(she)(she)定(ding)的(de)(de)(de)速(su)(su)(su)度(du)(du)。交(jiao)流伺(si)服系(xi)統(tong)是一個響應(ying)非常高的(de)(de)(de)全閉環系(xi)統(tong)，負載(zai)(zai)波(bo)動和(he)速(su)(su)(su)度(du)(du)較(jiao)正之間(jian)的(de)(de)(de)時間(jian)滯(zhi)后響應(ying)是非常快(kuai)的(de)(de)(de)，此(ci)時，真正限制(zhi)了系(xi)統(tong)響應(ying)效果(guo)的(de)(de)(de)是機械連接裝置(zhi)的(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)遞(di)時間(jian)。
舉一個簡單例子：有一臺(tai)機械，是用伺服電機通過V形帶傳動(dong)一個恒(heng)定(ding)速(su)度、大慣性的負載。整個系統需要獲得恒(heng)定(ding)的速(su)度和較快的響應特性，分析其動(dong)作過程。
當驅動器將電流送到伺服電機時，電機立即產(chan)生(sheng)扭矩；一開始(shi)，由于V形帶會(hui)有彈性，負載不會(hui)加速(su)到(dao)(dao)像電機那(nei)樣快；伺服電機會(hui)比(bi)負載提前(qian)到(dao)(dao)達設定的速(su)度，此時裝在電機上的偏碼器(qi)會(hui)削弱(ruo)電流(liu)，繼而(er)削弱(ruo)扭矩；隨著V型帶張力的不斷增(zeng)加會(hui)使電機速(su)度變慢，此時驅動器(qi)又(you)會(hui)去增(zeng)加電流(liu)，周而(er)復(fu)始(shi)。
在此(ci)例中，系(xi)統是振蕩(dang)的，電機(ji)(ji)扭矩是波動的，負載(zai)速(su)度也隨之(zhi)波動。其結(jie)果當然會(hui)是噪音、磨損、不(bu)穩定了。不(bu)過，這都不(bu)是由伺(si)服電機(ji)(ji)引起的，這種噪聲和(he)不(bu)穩定性，是來源于機(ji)(ji)械傳動裝(zhuang)置，是由于伺(si)服系(xi)統反應速(su)度（高）與機(ji)(ji)械傳遞或者反應時(shi)間（較長）不(bu)相匹配而引起的，即(ji)伺(si)服電機(ji)(ji)響(xiang)應快于系(xi)統調整新的扭矩所需的時(shi)間。
找到了問題(ti)根(gen)源所在，再來解決當然就容易多(duo)了，針(zhen)對以(yi)上例(li)子，您(nin)可以(yi)：
（1）增加機械剛性(xing)和降低系統(tong)的慣性(xing)，減少機械傳動部位的響應(ying)時間，如把V形帶更換成(cheng)直(zhi)接絲桿傳動或(huo)用齒輪箱代替V型帶；
（2）降低伺服系統的響應速(su)度，減少(shao)伺服系統的控制(zhi)帶寬，如降低伺服系統的增益參(can)數值。
當然，以上只(zhi)是噪(zao)聲(sheng)、不(bu)穩定(ding)的原(yuan)因之一(yi)，針對(dui)不(bu)同的原(yuan)因，會(hui)有不(bu)同的解(jie)決(jue)辦法，如(ru)由機(ji)械共(gong)振引(yin)起的噪(zao)聲(sheng)，在伺服方面可采取(qu)共(gong)振抑制，低通(tong)濾波等(deng)方法，總(zong)之，噪(zao)聲(sheng)和不(bu)穩定(ding)的原(yuan)因，基本上都不(bu)會(hui)是由于伺服電(dian)機(ji)本身所造(zao)成。
問題三：慣性匹配
在伺服(fu)系統選型及調(diao)試中，常會(hui)碰到慣量問題！
具體表現(xian)為：
1、在伺服系(xi)統(tong)選型時(shi)，除考慮電(dian)機(ji)的扭(niu)矩和額定速度等等因素外，我們還(huan)需(xu)要(yao)(yao)先計算(suan)得知機(ji)械(xie)系(xi)統(tong)換算(suan)到(dao)電(dian)機(ji)軸的慣(guan)量(liang)，再(zai)根據(ju)機(ji)械(xie)的實際動作要(yao)(yao)求及加工件(jian)質量(liang)要(yao)(yao)求來具體選擇具有合適(shi)慣(guan)量(liang)大小的電(dian)機(ji)；
2、在調試時（手動模式下(xia)），正確設定(ding)慣(guan)量(liang)比參數是(shi)充分發(fa)揮機械(xie)及伺(si)(si)服(fu)系(xi)(xi)統最佳效能的(de)(de)前提，此點在要求高速高精度的(de)(de)系(xi)(xi)統上表現由(you)為(wei)突出（臺(tai)達伺(si)(si)服(fu)慣(guan)量(liang)比參數為(wei)1-37，JL/JM）。這樣(yang)，就(jiu)有了(le)慣(guan)量(liang)匹配的(de)(de)問題！
那到底什么(me)是“慣量匹(pi)配”呢?
1、根(gen)據牛(niu)頓第二定律：“進給系(xi)統所(suo)需力矩T=系(xi)統傳動慣量J×角加速度θ
角加速度θ影響(xiang)系(xi)統(tong)的(de)動態特性，θ越小(xiao)，則(ze)由控制器發(fa)出指令到(dao)系(xi)統(tong)執行完畢的(de)時間(jian)越長(chang)，系(xi)統(tong)反應(ying)越慢(man)。如果θ變(bian)化，則(ze)系(xi)統(tong)反應(ying)將忽快忽慢(man)，影響(xiang)加工精度。由于(yu)馬達選定(ding)后最大輸(shu)出T值不變(bian)，如果希望θ的(de)變(bian)化小(xiao)，則(ze)J應(ying)該盡量小(xiao)。
2、進給軸的(de)總慣量“J=伺服電機的(de)旋轉慣性(xing)動量JM+電機軸換算的(de)負載慣性(xing)動量JL
負載慣(guan)量(liang)JL由(you)（以工(gong)具機為(wei)例）工(gong)作臺(tai)及上面裝的夾具和工(gong)件(jian)、螺桿、聯軸器等直線和旋(xuan)轉運動件(jian)的慣(guan)量(liang)折合到馬(ma)達軸上的慣(guan)量(liang)組成。JM為(wei)伺(si)服電機轉子慣(guan)量(liang)，伺(si)服電機選定后，此值(zhi)就為(wei)定值(zhi)，而JL則隨工(gong)件(jian)等負載改變而變化(hua)。如果希望J變化(hua)率小(xiao)些，則最好使JL所占(zhan)比例小(xiao)些。這就是(shi)通俗意義上的“慣(guan)量(liang)匹配”。
知(zhi)道了什么(me)是慣量(liang)匹(pi)配，那慣量(liang)匹(pi)配具體有什么(me)影響？又如何確(que)定呢(ni)?
影響：
傳動慣(guan)量(liang)對(dui)伺服(fu)系統的(de)精(jing)度(du)、穩定性、動態(tai)響(xiang)(xiang)應(ying)都有影(ying)響(xiang)(xiang)，慣(guan)量(liang)大，系統的(de)機械常(chang)數大，響(xiang)(xiang)應(ying)慢(man)，會(hui)使(shi)系統的(de)固有頻率(lv)下降，容易產生諧振，因而限制了(le)伺服(fu)帶(dai)寬，影(ying)響(xiang)(xiang)了(le)伺服(fu)精(jing)度(du)和響(xiang)(xiang)應(ying)速度(du)，慣(guan)量(liang)的(de)適當增大只有在改(gai)善低速爬行(xing)時(shi)有利(li)，因此，機械設計(ji)時(shi)在不影(ying)響(xiang)(xiang)系統剛(gang)度(du)的(de)條件下，應(ying)盡量(liang)減(jian)小慣(guan)量(liang)。
確定：
衡量(liang)(liang)機(ji)械系(xi)(xi)統(tong)的(de)動態特(te)性時，慣(guan)量(liang)(liang)越(yue)(yue)小，系(xi)(xi)統(tong)的(de)動態特(te)性反應越(yue)(yue)好；慣(guan)量(liang)(liang)越(yue)(yue)大(da)，馬(ma)達的(de)負載也就越(yue)(yue)大(da)，越(yue)(yue)難控制，但機(ji)械系(xi)(xi)統(tong)的(de)慣(guan)量(liang)(liang)需(xu)和馬(ma)達慣(guan)量(liang)(liang)相匹(pi)配(pei)才(cai)行。不(bu)同的(de)機(ji)構，對慣(guan)量(liang)(liang)匹(pi)配(pei)原則有不(bu)同的(de)選擇，且有不(bu)同的(de)作用表現。例(li)如，CNC中心機(ji)通過伺(si)服電機(ji)作高速切削時，當負載慣(guan)量(liang)(liang)增加(jia)時，會發生：
（1）控制(zhi)指令(ling)(ling)改(gai)變時(shi)，馬達需(xu)花費較多時(shi)間(jian)才(cai)能(neng)達到(dao)新(xin)指令(ling)(ling)的速度要求；
（2）當機臺(tai)沿二軸執(zhi)行弧式曲(qu)線快(kuai)速切削時，會發生較大誤差：
①一般伺服電機通常狀(zhuang)況下(xia)，當JL≦JM，則上面的(de)問(wen)題不會發生
②當JL=3×JM，則馬(ma)達(da)的(de)(de)可控性(xing)會(hui)些微降(jiang)低，但對平常的(de)(de)金(jin)屬切削(xue)不(bu)會(hui)有影(ying)響。（高速曲線切削(xue)一般建議JL≦JM）
③當JL≧3×JM，馬(ma)達的可控性會明顯下降，在高速曲線切削時表現突出
不同的機構動作及加(jia)工(gong)質量(liang)要求對JL與JM大小關(guan)系有不同的要求，慣性匹配的確(que)定需要根據機械(xie)的工(gong)藝特點及加(jia)工(gong)質量(liang)要求來確(que)定。
伺服系統是機電產品中的重要環節，它能提供最高水平的動態響應和扭矩密度，所以驅動系統的發展趨勢是用交流伺服驅動器取替傳統(tong)(tong)的(de)(de)(de)液壓、直流、步進和AC變頻調速驅動(dong)，以便使系(xi)統(tong)(tong)性能達到一(yi)個全(quan)新的(de)(de)(de)水平(ping)，包括更(geng)短的(de)(de)(de)周(zhou)期、更(geng)高的(de)(de)(de)生產(chan)率、更(geng)好的(de)(de)(de)可靠性和更(geng)長的(de)(de)(de)壽命。為(wei)了實現伺(si)(si)服電機的(de)(de)(de)更(geng)好性能，就必(bi)須對(dui)伺(si)(si)服電機的(de)(de)(de)一(yi)些使用(yong)特(te)點有所了解(jie)。
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