“伺服”—詞源于希臘語(yǔ)“奴隸”的意思。人們想把“伺服機(jī)構(gòu)”當(dāng)個(gè)得心應(yīng)手的馴服工具，服從控制信號(hào)的要求而動(dòng)作。在訊號(hào)來(lái)到之前，轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng)；訊號(hào)來(lái)到之后，轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)訊號(hào)消失，轉(zhuǎn)子能即時(shí)自行停轉(zhuǎn)。由于它的“伺服”性能，因此而得名——伺服系統(tǒng)。
定義
（1）伺服系統(tǒng)：是使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出，能夠跟隨輸入量（或給定值）的任意變化而變化的自動(dòng)控制系統(tǒng)。
（2）在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，能夠以一定的準(zhǔn)確度響應(yīng)控制信號(hào)的系統(tǒng)稱為隨動(dòng)系統(tǒng)，亦稱伺服系統(tǒng)。
伺服的主要任務(wù)是按控制命令的要求，對(duì)功率進(jìn)行放大、變換與調(diào)控等處理，使驅(qū)動(dòng)裝置輸出的力矩、速度和位置控制得非常靈活方便。
1.3 伺服系統(tǒng)的分類及組成
伺服系統(tǒng)按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可分為開環(huán)伺服系統(tǒng)、閉環(huán)伺服系統(tǒng)、半閉環(huán)系統(tǒng)、復(fù)合控制系統(tǒng)。
具有反饋的閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)由位置檢測(cè)部分、偏差放大部分、執(zhí)行部分及被控對(duì)象組成。
1.4 伺服系統(tǒng)的性能要求
伺服系統(tǒng)必須具備可控性好，穩(wěn)定性高和適應(yīng)性強(qiáng)等基本性能。說(shuō)明一下，可控性好是指訊號(hào)消失以后，能立即自行停轉(zhuǎn)；穩(wěn)定性高是指轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速的增加而均勻下降；適應(yīng)性強(qiáng)是指反應(yīng)快、靈敏、響態(tài)品質(zhì)好。
1.5 伺服系統(tǒng)的種類
通常根據(jù)伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)的種類來(lái)分類，有電氣式、油壓式或電氣—油壓式三種。
伺服系統(tǒng)若按功能來(lái)分，則有計(jì)量伺服和功率伺服系統(tǒng)；模擬伺服和功率伺服系統(tǒng)；位置伺服和加速度伺服系統(tǒng)等。
電氣式伺服系統(tǒng)根據(jù)電氣信號(hào)可分為DC直流伺服系統(tǒng)和AC交流伺服系統(tǒng)二大類。AC交流伺服系統(tǒng)又有異步電機(jī)伺服系統(tǒng)和同步電機(jī)伺服系統(tǒng)兩種。
變頻異同
伺服與變頻的一個(gè)重要區(qū)別是： 變頻可以無(wú)編碼器，伺服則必須有編碼器，作電子換向用.
一、兩者的共同點(diǎn)：
交流伺服的技術(shù)本身就是借鑒并應(yīng)用了變頻的技術(shù)，在直流電機(jī)的伺服控制的基礎(chǔ)上通過(guò)變頻的PWM方式模仿直流電機(jī)的控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的，也就是說(shuō)交流伺服電機(jī)必然有變頻的這一環(huán)節(jié)：變頻就是將工頻的50、60HZ的交流電先整流成直流電，然后通過(guò)可控制門極的各類晶體管（IGBT，IGCT等）通過(guò)載波頻率和PWM調(diào)節(jié)逆變?yōu)轭l率可調(diào)的波形類似于正余弦的脈動(dòng)電，由于頻率可調(diào)，所以交流電機(jī)的速度就可調(diào)了（n=60f/p ，n轉(zhuǎn)速，f頻率， p極對(duì)數(shù)）
二、談?wù)勛冾l器：
簡(jiǎn)單的變頻器只能調(diào)節(jié)交流電機(jī)的速度，這時(shí)可以開環(huán)也可以閉環(huán)要視控制方式和變頻器而定，這就是傳統(tǒng)意義上的V/F控制方式。很多的變頻已經(jīng)通過(guò)數(shù)學(xué)模型的建立，將交流電機(jī)的定子磁場(chǎng)UVW3相轉(zhuǎn)化為可以控制電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的兩個(gè)電流的分量，大多數(shù)能進(jìn)行力矩控制的著名品牌的變頻器都是采用這樣方式控制力矩，UVW每相的輸出要加霍爾效應(yīng)的電流檢測(cè)裝置，采樣反饋后構(gòu)成閉環(huán)負(fù)反饋的電流環(huán)的PID調(diào)節(jié)；ABB的變頻又提出和這樣方式不同的直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)，具體請(qǐng)查閱有關(guān)資料。這樣可以既控制電機(jī)的速度也可控制電機(jī)的力矩，而且速度的控制精度優(yōu)于v/f控制，編碼器反饋也可加可不加，加的時(shí)候控制精度和響應(yīng)特性要好很多。
三、談?wù)勊欧?/font>
驅(qū)動(dòng)器方面：伺服驅(qū)動(dòng)器在發(fā)展了變頻技術(shù)的前提下，在驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的電流環(huán)，速度環(huán)和位置環(huán)（變頻器沒(méi)有該環(huán)）都進(jìn)行了比一般變頻更精確的控制技術(shù)和算法運(yùn)算，在功能上也比傳統(tǒng)的伺服強(qiáng)大很多，主要的一點(diǎn)可以進(jìn)行精確的位置控制。通過(guò)上位控制器發(fā)送的脈沖序列來(lái)控制速度和位置（當(dāng)然也有些伺服內(nèi)部集成了控制單元或通過(guò)總線通訊的方式直接將位置和速度等參數(shù)設(shè)定在驅(qū)動(dòng)器里），驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的算法和更快更精確的計(jì)算以及性能更優(yōu)良的電子器件使之更優(yōu)越于變頻器。
電機(jī)方面：伺服電機(jī)的材料、結(jié)構(gòu)和加工工藝要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于變頻器驅(qū)動(dòng)的交流電機(jī)（一般交流電機(jī)或恒力矩、恒功率等各類變頻電機(jī)），也就是說(shuō)當(dāng)驅(qū)動(dòng)器輸出電流、電壓、頻率變化很快的電源時(shí)，伺服電機(jī)就能根據(jù)電源變化產(chǎn)生響應(yīng)的動(dòng)作變化，響應(yīng)特性和抗過(guò)載能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于變頻器驅(qū)動(dòng)的交流電機(jī)，電機(jī)方面的嚴(yán)重差異也是兩者性能不同的根本。就是說(shuō)不是變頻器輸出不了變化那么快的電源信號(hào)，而是電機(jī)本身就反應(yīng)不了，所以在變頻的內(nèi)部算法設(shè)定時(shí)為了保護(hù)電機(jī)做了相應(yīng)的過(guò)載設(shè)定。當(dāng)然即使不設(shè)定變頻器的輸出能力還是有限的，有些性能優(yōu)良的變頻器就可以直接驅(qū)動(dòng) [1] 伺服電機(jī)�。。�
四、談?wù)劷涣麟姍C(jī)：
交流電機(jī)一般分為同步和異步電機(jī)
1、交流同步電機(jī)：就是轉(zhuǎn)子是由永磁材料構(gòu)成，所以轉(zhuǎn)動(dòng)后，隨著電機(jī)的定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的變化，轉(zhuǎn)子也做響應(yīng)頻率的速度變化，而且轉(zhuǎn)子速度=定子速度，所以稱"同步"。
2、交流異步電機(jī)：轉(zhuǎn)子由感應(yīng)線圈和材料構(gòu)成。轉(zhuǎn)動(dòng)后，定子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子的感應(yīng)線圈，轉(zhuǎn)子線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流，進(jìn)而轉(zhuǎn)子產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，感應(yīng)磁場(chǎng)追隨定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的變化，但轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)變化永遠(yuǎn)小于定子的變化，一旦等于就沒(méi)有變化的磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子的感應(yīng)線圈，轉(zhuǎn)子線圈中也就沒(méi)有了感應(yīng)電流，轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)消失，轉(zhuǎn)子失速又與定子產(chǎn)生速度差又重新獲得感應(yīng)電流。所以在交流異步電機(jī)里有個(gè)關(guān)鍵的參數(shù)是轉(zhuǎn)差率就是轉(zhuǎn)子與定子的速度差的比率。
3、對(duì)應(yīng)交流同步和異步電機(jī)就有相應(yīng)的同步變頻器和異步變頻器，伺服電機(jī)也有交流同步伺服和交流異步伺服，當(dāng)然變頻器里交流異步變頻常見，伺服則交流同步伺服常見。
伺服系統(tǒng)
3.1 AC伺服系統(tǒng)
電氣伺服技術(shù)應(yīng)用最廣，主要原因是控制方便，靈活，容易獲得驅(qū)動(dòng)能源，沒(méi)有公害污染，維護(hù)也比較容易。特別是隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的發(fā)展，它為電氣伺服技術(shù)的發(fā)展提供了廣闊的前景。
早在70年代，小慣量的伺服直流電動(dòng)機(jī)已經(jīng)實(shí)用化了。到了70年代末期交流伺服系統(tǒng)開始發(fā)展，逐步實(shí)用化，AC伺服電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣，并且還有取代DC伺服系統(tǒng)的趨勢(shì)成為電氣伺服系統(tǒng)的主流。永磁轉(zhuǎn)子的同步伺服電動(dòng)機(jī)由于永磁材料不斷提高，價(jià)格不斷下降，控制又比異步電機(jī)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)高性能的緣故，所以永磁同步電機(jī)的AC伺服系統(tǒng)應(yīng)用更為廣泛。
在交流同步伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，普通應(yīng)用的交流永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)有兩大類。
一類稱為無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)，它要求將方波電流直入定子繞組（BLDCM）
另一類稱為三相永磁同步電動(dòng)機(jī)，它要求輸入定子繞組的電源仍然是三相正弦波形。（PM·SM）
無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)（BLDCM），用裝有永磁體的轉(zhuǎn)子取代有刷直流電動(dòng)機(jī)的定子磁極，將原直流電動(dòng)機(jī)的電樞變?yōu)槎ㄗ�。有刷直流電�?dòng)機(jī)是依靠機(jī)械換向器將直流電流轉(zhuǎn)換為近似梯形波的交流電流供給電樞繞組，而無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)（BLDCM）是將方波電流（實(shí)際上也是梯形波）直接輸入定子。將有刷直流電動(dòng)機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子顛倒一下，并采用永磁轉(zhuǎn)子，就可以省去機(jī)械換向器和電刷，由此得名無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)。BLDCM定子每相感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為梯形波，為了產(chǎn)生恒定的電磁轉(zhuǎn)矩，要求功率逆變器向BLDCM定子輸入三相對(duì)稱方波電流，而SPWM、PM、SM定子每相感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為近似正弦波，需要向SPWM、PM、SM定子輸入三相對(duì)稱正弦波電流。
永磁同步電機(jī)的磁場(chǎng)來(lái)自電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上的永久磁鐵，永久磁鐵的特性在很大程度上決定了電機(jī)的特性，采用的永磁材料主要有鐵淦氧，鋁鎳鈷，釹鐵硼以及SmCO5 Sm2CO17.
在轉(zhuǎn)子上安裝永磁鐵的方式有兩種。一種是將成形永久磁鐵裝在轉(zhuǎn)子表面，即所謂外裝式；另一種是將形成永久磁鐵埋入轉(zhuǎn)子里面，即所謂內(nèi)裝式。永久磁鐵的形狀可分為扇形和矩形兩種。
根據(jù)確定的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)所對(duì)應(yīng)的每相勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)的分布不同，三相永磁同步電動(dòng)機(jī)可分為兩種類型：正弦波型和方波型永磁同步電機(jī)，前者每相勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)分布是正弦波狀，后者每相勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)分布呈方波狀，根據(jù)子路結(jié)構(gòu)和永磁體形狀的不同而不同。對(duì)于徑向勵(lì)磁結(jié)構(gòu)，永磁體直接面向均勻氣隙，如果采用系統(tǒng)永磁材料，由于稀土永磁的取向性好，可以方便的獲得具有較好方波形狀的氣隙磁場(chǎng)。對(duì)于采用非均勻氣隙或非均勻磁化方向長(zhǎng)度的永磁體的徑向勵(lì)磁結(jié)構(gòu)，氣隙磁場(chǎng)波形可以實(shí)現(xiàn)正弦分布。
綜上所述兩類永磁AC同步伺服電動(dòng)機(jī)的差異歸納如下：：
控制原理相似，給定指令信號(hào)加到AC伺服系統(tǒng)的輸入端，電動(dòng)機(jī)軸上位置反饋信號(hào)與給定位置相比較，根據(jù)比較結(jié)果控制伺服的運(yùn)動(dòng)，直至達(dá)到所要求的位置為止。PM、SM和BLDCM二類伺服系統(tǒng)構(gòu)成的基本思路是一致的。
兩種永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)比較而言，方波無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)具有控制簡(jiǎn)單、成本低、檢測(cè)裝置簡(jiǎn)單、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)起來(lái)相對(duì)容易等優(yōu)點(diǎn)。但是方波無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)原理上存在固有缺陷，因電樞中電流和電樞磁勢(shì)移動(dòng)的不連續(xù)性而存在電磁脈動(dòng)，而這種脈動(dòng)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生噪聲，在中低速又是平穩(wěn)的力矩驅(qū)動(dòng)的主要障礙。轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)又使得電機(jī)速度控制特性惡化，從而限制了由其構(gòu)成的方波無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)在高精度、高性能要求的伺服驅(qū)動(dòng)場(chǎng)合下的應(yīng)用（尤其是在低速直接驅(qū)動(dòng)場(chǎng)合）。因此，對(duì)于一般性能的電伺服驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，選用方波無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)及相應(yīng)的控制方式。而PM、SM伺服系統(tǒng)要求定子輸入三相正弦波電流，可以獲得更好的平穩(wěn)性，具有更優(yōu)越的低速伺服性能。因而廣泛用于數(shù)控機(jī)床，工業(yè)機(jī)器人等高性能高精度的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中。
3.2 伺服系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程
伺服系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了由液壓到電氣的過(guò)程，電氣伺服系統(tǒng)根據(jù)所驅(qū)動(dòng)電機(jī)類型分為直流（DC）伺服系統(tǒng)和交流（AC）伺服系統(tǒng)。交流伺服系統(tǒng)按其采用的驅(qū)動(dòng)電機(jī)類型又可分為永磁同步（SM型）電動(dòng)機(jī)交流伺服系統(tǒng)和感應(yīng)式異步（IM型）電動(dòng)機(jī)交流伺服系統(tǒng)。
由于直流伺服電動(dòng)機(jī)存在電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修工作量大例如電機(jī)的電刷、換向器等則成為直流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)發(fā)展的瓶頸。隨著微處理技術(shù)、大功率電力電子技術(shù)的成熟和交流永磁電機(jī)材料的發(fā)展和應(yīng)用，電機(jī)效率的提高和制造成本的降低，交流伺服系統(tǒng)得到長(zhǎng)足發(fā)展并將逐步取代直流伺服系統(tǒng)。
1990年以前，由于技術(shù)、成本等原因，國(guó)內(nèi)伺服電機(jī)以直流無(wú)槽、直流永磁有刷電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)為主，而且主要集中在機(jī)床和國(guó)防軍工行業(yè)。1990年以后，進(jìn)口永磁交流伺服電機(jī)系統(tǒng)逐步進(jìn)入中國(guó)，此期間得益于稀土永磁材料的發(fā)展、電力電子及微電子技術(shù)日新月異的進(jìn)步，交流伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)技術(shù)也很快從模擬式過(guò)渡到全數(shù)字式。由于交流伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置采用了先進(jìn)全數(shù)字式驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)，硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，參數(shù)調(diào)整方便，產(chǎn)品生產(chǎn)的一致性可靠性增加，同時(shí)可集成復(fù)雜的電機(jī)控制算法和智能化控制功能，如增益自動(dòng)調(diào)整、網(wǎng)絡(luò)通訊功能等，大大拓展了交流伺服電機(jī)的適用領(lǐng)域；另外隨著各行業(yè)，如機(jī)床、印刷設(shè)備、包裝設(shè)備、紡織設(shè)備、激光加工設(shè)備、機(jī)器人、自動(dòng)化生產(chǎn)線等，對(duì)工藝精度、加工效率和工作可靠性等要求不斷提高，這些領(lǐng)域?qū)涣魉欧姍C(jī)的需求將迅猛增長(zhǎng)，交流伺服將逐步替代原有直流有刷伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)。
正弦波交流伺服系統(tǒng)綜合了伺服電動(dòng)機(jī)、角速度和角位移傳感器的最新成就，與采用新型電力電子器件、專用集成電路和專用控制算法的交流伺服驅(qū)動(dòng)器相匹配，組成新型高性能機(jī)電一體化產(chǎn)品。使原有的直流伺服系統(tǒng)面臨淘汰的危機(jī)，成為當(dāng)今世界伺服驅(qū)動(dòng)的主流及發(fā)展方向。正弦波交流伺服廣泛使用于航空、航天、兵器、船舶、電子及核工業(yè)等領(lǐng)域，如自行火炮、衛(wèi)星姿態(tài)控制、雷達(dá)驅(qū)動(dòng)、機(jī)載吊艙定位系統(tǒng)、戰(zhàn)車火控及火力系統(tǒng)、水下滅雷機(jī)器人等。
3.3伺服電機(jī)的應(yīng)用
松下交流伺服電機(jī)（AC Servo) A4系列
1. 快速使用
電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)必須的三根電纜：動(dòng)力電纜；電機(jī)動(dòng)力線，電機(jī)編碼器線。
控制線接口X5：
伺服使能必須接的引腳：DC24V電源（7,41） 伺服使能SRV-ON（29）
控制信號(hào)：位置控制-----（脈沖方向輸入3，4，5，6）
速度控制-----（模擬量輸入14，15 0到±10V）
扭矩控制------（模擬量輸入 14,15）
其他輔助控制功能：
10點(diǎn)輸入：①伺服使能②模式選擇③增益切換④報(bào)警清除。
6點(diǎn)輸出：①報(bào)警（ALM）②準(zhǔn)備（S-RDY）③制動(dòng)器釋放（BRK-OFF）④零速檢測(cè)（ZSP）⑤轉(zhuǎn)矩控制TLC。⑥定位完成或者速度到達(dá)
它比步進(jìn)系統(tǒng)就多了一個(gè)編碼器反饋，構(gòu)成了一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，當(dāng)然這個(gè)閉環(huán)僅僅是相對(duì)而言。伺服系統(tǒng)逐漸取代了步進(jìn)系統(tǒng)，所以大家會(huì)逐漸熟悉。
原因分析
三相交流伺服電動(dòng)機(jī)應(yīng)用廣泛，但通過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行后，會(huì)發(fā)生各種故障，及時(shí)判斷伺服電機(jī)故障原因 [2] ，進(jìn)行相應(yīng)處理，是防止故障擴(kuò)大，保證設(shè)備正常運(yùn)行的一項(xiàng)重要的工作。
一、通電后電動(dòng)機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，但無(wú)異響，也無(wú)異味和冒煙。
1.故障原因①電源未通（至少兩相未通）；②熔絲熔斷（至少兩相熔斷）；③過(guò)流繼電器調(diào)得過(guò)��；④控制設(shè)備接線錯(cuò)誤。
2.故障排除①檢查電源回路開關(guān)，熔絲、接線盒處是否有斷點(diǎn)，修復(fù)；②檢查熔絲型號(hào)、熔斷原因，換新熔絲；③調(diào)節(jié)繼電器整定值與電動(dòng)機(jī)配合；④改正接線。
二、通電后電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)有嗡嗡聲
1.故障原因①轉(zhuǎn)子繞組有斷路（一相斷線）或電源一相失電；②繞組引出線始末端接錯(cuò)或繞組內(nèi)部接反；③電源回路接點(diǎn)松動(dòng)，接觸電阻大；④電動(dòng)機(jī)負(fù)載過(guò)大或轉(zhuǎn)子卡��；⑤電源電壓過(guò)低；⑥小型電動(dòng)機(jī)裝配太緊或軸承內(nèi)油脂過(guò)硬；⑦軸承卡住。
2.故障排除①查明斷點(diǎn)予以修復(fù)；②檢查繞組極性；判斷繞組末端是否正確；③緊固松動(dòng)的接線螺絲，用萬(wàn)用表判斷各接頭是否假接，予以修復(fù)；④減載或查出并消除機(jī)械故障，⑤檢查是否把規(guī)定的面接法誤接；是否由于電源導(dǎo)線過(guò)細(xì)使壓降過(guò)大，予以糾正，⑥重新裝配使之靈活；更換合格油
脂；⑦修復(fù)軸承。
三、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)困難，額定負(fù)載時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速較多
1.故障原因①電源電壓過(guò)低；②面接法電機(jī)誤接；③轉(zhuǎn)子開焊或斷裂；④轉(zhuǎn)子局部線圈錯(cuò)接、接反；③修復(fù)電機(jī)繞組時(shí)增加匝數(shù)過(guò)多；⑤電機(jī)過(guò)載。
2.故障排除①測(cè)量電源電壓，設(shè)法改善；②糾正接法；③檢查開焊和斷點(diǎn)并修復(fù)；④查出誤接處予以改正；⑤恢復(fù)正確匝數(shù)；⑥減載。
四、電動(dòng)機(jī)空載電流不平衡，三相相差大
1.故障原因①繞組首尾端接錯(cuò)；②電源電壓不平衡；③繞組存在匝間短路、線圈反接等故障。
2.故障排除①檢查并糾正；②測(cè)量電源電壓，設(shè)法消除不平衡；③消除繞組故障。
五、電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)響聲不正常有異響
1.故障原因①軸承磨損或油內(nèi)有砂粒等異物；②轉(zhuǎn)子鐵芯松動(dòng)；③軸承缺油；④電源電壓過(guò)高或不平衡。
2.故障排除①更換軸承或清洗軸承；②檢修轉(zhuǎn)子鐵芯；③加油；④檢查并調(diào)整電源電壓。
六、運(yùn)行中電動(dòng)機(jī)振動(dòng)較大
1.故障原因①由于磨損軸承間隙過(guò)大；②氣隙不均勻；③轉(zhuǎn)子不平衡；④轉(zhuǎn)軸彎曲；⑤聯(lián)軸器（皮帶輪）同軸度過(guò)低。
2.故障排除①檢修軸承，必要時(shí)更換；②調(diào)整氣隙，使之均勻；③校正轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡；④校直轉(zhuǎn)軸；⑤重新校正，使之符合規(guī)定。
七、軸承過(guò)熱
1.故障原因①滑脂過(guò)多或過(guò)少；②油質(zhì)不好含有雜質(zhì)；③軸承與軸頸或端蓋配合不當(dāng)（過(guò)松或過(guò)緊）；④軸承內(nèi)孔偏心，與軸相擦；⑤電動(dòng)機(jī)端蓋或軸承蓋未裝平；⑥電動(dòng)機(jī)與負(fù)載間聯(lián)軸器未校正，或皮帶過(guò)緊；⑦軸承間隙過(guò)大或過(guò)��；⑧電動(dòng)機(jī)軸彎曲。
2.故障排除①按規(guī)定加潤(rùn)滑脂（容積的1/3-2/3）；②更換清潔的潤(rùn)滑滑脂；③過(guò)松可用粘結(jié)劑修復(fù)，過(guò)緊應(yīng)車，磨軸頸或端蓋內(nèi)孔，使之適合；④修理軸承蓋，消除擦點(diǎn)；⑤重新裝配；⑥重新校正，調(diào)整皮帶張力；⑦更換新軸承；⑧校正電機(jī)軸或更換轉(zhuǎn)子。
八、電動(dòng)機(jī)過(guò)熱甚至冒煙
1.故障原因①電源電壓過(guò)高；②電源電壓過(guò)低，電動(dòng)機(jī)又帶額定負(fù)載運(yùn)行，電流過(guò)大使繞組發(fā)熱；③修理拆除繞組時(shí)，采用熱拆法不當(dāng)，燒傷鐵芯；④電動(dòng)機(jī)過(guò)載或頻繁起動(dòng)；⑤電動(dòng)機(jī)缺相，兩相運(yùn)行；⑥重繞后定于繞組浸漆不充分；⑦環(huán)境溫度高電動(dòng)機(jī)表面污垢多，或通風(fēng)道堵塞；
2.故障排除①降低電源電壓（如調(diào)整供電變壓器分接頭）；②提高電源電壓或換粗供電導(dǎo)線；③檢修鐵芯，排除故障；④減載；按規(guī)定次數(shù)控制起動(dòng)；⑤恢復(fù)三相運(yùn)行；⑥采用二次浸漆及真空浸漆工藝；⑦清洗電動(dòng)機(jī)，改善環(huán)境溫度，采用降溫措施
發(fā)展趨勢(shì)
從伺服系統(tǒng)的三大部件：伺服電機(jī)、編碼器、驅(qū)動(dòng)器的各自發(fā)展來(lái)看，交流伺服電機(jī)還會(huì)是主流。電機(jī)本身將向高性能、高功率密度的方向發(fā)展。在相同功率輸出的條件下，電機(jī)本身的體積將會(huì)越來(lái)越小。如1.5KW以下的小功率AC伺服電機(jī)的體積現(xiàn)已只有原先傳統(tǒng)的三相感應(yīng)電機(jī)的1/10左右。這主要得益于電機(jī)制造技術(shù)本身的不斷提高。如：高性能的磁性材料的采用，定子分割法工藝的集中繞組高密度繞線的采用，定子疊片的粘結(jié)工藝的采用。磁路的不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)和熱解析技術(shù)的應(yīng)用使得電機(jī)的冷卻性能也得到了不斷提高。 [3]
與此同時(shí)，由于各種行業(yè)的特殊需求，伺服電機(jī)也會(huì)從通用的FA行業(yè)轉(zhuǎn)向差異化，定向設(shè)計(jì)的道路。如免維修、無(wú)塵、防爆、無(wú)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)超高或超低額定轉(zhuǎn)速微小型化，電機(jī)內(nèi)部直接裝有制動(dòng)器、減速機(jī)、滾珠絲杠、聯(lián)軸節(jié)、轉(zhuǎn)矩溫度傳感器，編碼器甚至驅(qū)動(dòng)控制器的 ALL IN ONE一體化的伺服功能部件。
事實(shí)上，在傳統(tǒng)的FA行業(yè)以外，特別是在家電、汽車電子、紡織、航空電子、機(jī)械等行業(yè)，各種直流無(wú)刷伺服電機(jī)已經(jīng)得到了廣泛和大量的應(yīng)用。傳統(tǒng)意義上的帶換向器的直流伺服電機(jī)正在被這種直流無(wú)刷的伺服電機(jī)所取代。尤其在微小功率的應(yīng)用范圍，它有無(wú)可替代的低成本、小體積、高可靠性（通常無(wú)需光電編碼器反饋），可干電池供電等優(yōu)越性。所以其實(shí)際使用數(shù)量將是非�？捎^的。
對(duì)于反饋的編碼器部件來(lái)說(shuō)，其發(fā)展主要還在于小型化、低成本、高分辨率、 高可靠性、網(wǎng)絡(luò)化、高響應(yīng)、省接線、絕對(duì)值編碼等方向。從結(jié)構(gòu)上來(lái)講，為了降低成本，日系的主流伺服電機(jī)所用編碼器都已從整體式變?yōu)榉蛛x式。為了提高分離式編碼器的可靠性，從安裝方式上作了改進(jìn)，已溶入電機(jī)的后軸承支承座的一體化設(shè)計(jì)。由于正弦波內(nèi)插技術(shù)的采用，分辨率得到了很大的提高，從早期的210已發(fā)展到224—228 /每轉(zhuǎn)。這對(duì)于提高伺服電機(jī)的低速控制的穩(wěn)定性 減少低速脈動(dòng)有很大幫助。但對(duì)于提高位置控制的精度沒(méi)有直接效果。當(dāng)然也有采用類似于螺距補(bǔ)償一樣的軟件補(bǔ)償，可以提高單圈的物理分辨率，從而實(shí)際提高定位控制的精度。這在分度轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)器人控制的使用中，可得到有效作用。也正是由于內(nèi)插接技術(shù)的應(yīng)用，使得旋轉(zhuǎn)編碼器也將會(huì)在嚴(yán)酷環(huán)境中的高精度伺服控制中得到更廣泛的應(yīng)用。已有224/每轉(zhuǎn)分辨率的旋轉(zhuǎn)編碼器在伺服電機(jī)上的使用情況。編碼器串行通訊省線制的方式，其通訊頻率還只能限于10M以下。隨著伺服控制的高分辨率、高精度、高響應(yīng)的要求日益增強(qiáng)，編碼器通訊頻率的提高也將會(huì)是一個(gè)主要方向。
最后，對(duì)于伺服驅(qū)動(dòng)控制器來(lái)說(shuō)，其發(fā)展方向借助于IT產(chǎn)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，將會(huì)有更令人耳目一新的感覺(jué)�？匆幌氯缃竦氖謾C(jī)照相機(jī)等，其豐富多彩的各種功能不難想象有很多功能都是可以借鑒和移植到伺服驅(qū)動(dòng)控制器上來(lái)的。
已有國(guó)內(nèi)的企業(yè)將WIFI的無(wú)線通訊技術(shù)用到了伺服控制的參數(shù)寫入 調(diào)整運(yùn)行的監(jiān)控等方面。USB的通訊技術(shù)觸摸屏顯示控制技術(shù)，現(xiàn)已經(jīng)得到了應(yīng)用。針對(duì)下一代的伺服驅(qū)動(dòng)器的研發(fā)，已有不少企業(yè)正在考慮采用新一代手機(jī)所用的CPU和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)技術(shù)。大家都知道的傻瓜照相機(jī)技術(shù)，利用它外行人也能拍出很漂亮的照片。那么相信下一代的伺服驅(qū)動(dòng)器一定也會(huì)帶有這種一鍵自整定的功能，伺服的應(yīng)用會(huì)變得越來(lái)越普及。因?yàn)槠湔{(diào)整調(diào)試非常方便。若客戶實(shí)在搞不定，就可以通過(guò)WIFI 讓生產(chǎn)廠家的售后服務(wù)人員遙控診斷并解決。
從交流伺服電機(jī)的矢量控制技術(shù)本身來(lái)說(shuō)已日趨完善普及。從實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的角度來(lái)看，它只是需要實(shí)時(shí)響應(yīng)處理的一個(gè)功能模塊。由于控制器的多功能、智能化要求，大量的信號(hào)處理，適應(yīng)控制需要的各種數(shù)學(xué)模型的建立與運(yùn)行，網(wǎng)絡(luò)通訊等各個(gè)功能模塊將會(huì)在實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)度和管理下得到正確可靠的運(yùn)行。
因此，下一代的伺服驅(qū)動(dòng)控制器將會(huì)是一個(gè)集各種現(xiàn)代控制技術(shù)之大成的結(jié)晶，而并非是傳統(tǒng)意義上的功率放大器。 |
