伺服电机ppt课件
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伺服电机控制技术课件
参数设置
根据实际需求，对伺服驱动器的 参数进行设置，包括速度环、位 置环、电流环等参数的调整。
调试步骤
按照一定的步骤进行伺服驱动器 的调试，包括电机参数的识别、 控制器参数的调整等。
使用注意事项
在使用过程中，注意保持伺服驱 动器的良好散热、定期检查电缆 和连接器的完好性等，以确保其 正常运行和延长使用寿命。
伺服电机驱动器的接口与连接
01
02
03
数字接口
如EtherCAT、Profinet等 ，可以实现高速、高精度 的数据传输和控制。
模拟接口
如电压、电流模拟输入输 出，适用于简单的速度和 位置控制。
连接方式
根据不同的接口类型，采 用相应的电缆和连接器进 行连接，确保信号传输的 稳定性和可靠性。
伺服电机驱动器的调试与使用
伺服电机控制技术 课件
目录
• 伺服电机概述 • 伺服电机控制系统 • 伺服电机驱动技术 • 伺服电机控制算法 • 伺服电机应用案例
01
CATALOGUE
伺服电机概述
伺服电机的定义与工作原理
伺服电机是指一种能够将输入的电信 号转换为机械运动的装置，其工作原 理基于电磁感应定律和磁场对电流的 作用力。
通常以毫米或微米为统对输入信号的响应速度，通 常以毫秒或微秒为单位。
转矩控制精度
转矩控制精度是指伺服电机控 制系统能够实现的最小转矩调 节步长，通常以牛米或毫牛米 为单位。
抗干扰能力
抗干扰能力是指伺服电机控制 系统在存在外部干扰的情况下
仍能保持稳定运行的能力。
伺服电机具有响应速度快、控制精度 高、稳定性好等优点，广泛应用于各 种需要精确控制机械运动的场合。
当电流通过伺服电机内部的线圈时， 会产生磁场，该磁场与转子相互作用 ，产生转矩，从而使转子转动。
《直流伺服电机》PPT课件
构造
图1-11 印制绕组直流伺服电动机 l-后轭铁(端盖)；2-永久磁钢；3-电刷；4-印制绕组；5-机壳；6-前轭铁(端盖)
转子呈薄片圆盘状，厚度一般为(1.5~2) mm，转子的绝缘基片是环氧玻璃 布胶板。胶合在基片两侧的铜箔用印刷电路制成双面电枢绕组，电枢导体还 兼作换向片。定子由永久磁钢和前后盘状轭铁组成，轭铁兼作前后端盖。组 成多极的磁钢胶合在轭铁一侧，在电机中形成轴向的平面气隙。
3.1.1概述
3. 控制系统对伺服电动机的根本要求
宽广的调速范围 机械特性和调节特性均为线性 无“自转〞现象 快速响应。
此外，还要求伺服电动机的控制功率小、重量轻、 体积小等。
3.1.2直流伺服电动机的控制方式和运行特性
控制方式
由
nUa IaRa
Ce
可知，改变电枢电压和改变励磁磁通都可以改变电动机的
构造 杯形电枢绕组是用导线绕在
绕线模上，然后用环氧树脂 定形做成的。杯形转子内外 两侧有内外定子构成磁路。 由于转子内外侧都需要有足 够的气隙，所以气隙大，磁 阻大，磁动势利用率低。
图1-10 杯形转子直流伺服电动机 l-内磁轭；2-电枢绕组；3-永久磁钢；
4-机壳(磁轭)；5-电刷；6-换向器
1.4.2 低惯量直流伺服电动机
1.4.1 直流力矩电动机
为什么做成圆盘状？
由 E a 6 p a 0 n N 6 a ( p 0 ) n 和 N T e 2 p a I a N 2 I a a ( p ) 可 N 知
在电枢电动势Ea Ua
、每极磁通
和导体电流ia
Ia 2a
一样的条件
下，增加导体数N和极对数p，能使转速n降低，电磁转矩Te增大。
由 nC U e a CT eC sR t ，a 2当n=0时，便可求得 Ua Ua0CRt a Ts
图1-11 印制绕组直流伺服电动机 l-后轭铁(端盖)；2-永久磁钢；3-电刷；4-印制绕组；5-机壳；6-前轭铁(端盖)
转子呈薄片圆盘状，厚度一般为(1.5~2) mm，转子的绝缘基片是环氧玻璃 布胶板。胶合在基片两侧的铜箔用印刷电路制成双面电枢绕组，电枢导体还 兼作换向片。定子由永久磁钢和前后盘状轭铁组成，轭铁兼作前后端盖。组 成多极的磁钢胶合在轭铁一侧，在电机中形成轴向的平面气隙。
3.1.1概述
3. 控制系统对伺服电动机的根本要求
宽广的调速范围 机械特性和调节特性均为线性 无“自转〞现象 快速响应。
此外，还要求伺服电动机的控制功率小、重量轻、 体积小等。
3.1.2直流伺服电动机的控制方式和运行特性
控制方式
由
nUa IaRa
Ce
可知，改变电枢电压和改变励磁磁通都可以改变电动机的
构造 杯形电枢绕组是用导线绕在
绕线模上，然后用环氧树脂 定形做成的。杯形转子内外 两侧有内外定子构成磁路。 由于转子内外侧都需要有足 够的气隙，所以气隙大，磁 阻大，磁动势利用率低。
图1-10 杯形转子直流伺服电动机 l-内磁轭；2-电枢绕组；3-永久磁钢；
4-机壳(磁轭)；5-电刷；6-换向器
1.4.2 低惯量直流伺服电动机
1.4.1 直流力矩电动机
为什么做成圆盘状？
由 E a 6 p a 0 n N 6 a ( p 0 ) n 和 N T e 2 p a I a N 2 I a a ( p ) 可 N 知
在电枢电动势Ea Ua
、每极磁通
和导体电流ia
Ia 2a
一样的条件
下，增加导体数N和极对数p，能使转速n降低，电磁转矩Te增大。
由 nC U e a CT eC sR t ，a 2当n=0时，便可求得 Ua Ua0CRt a Ts
步进电机伺服电机工作原理通用课件
机器人中的关节、手臂等部位通常由伺服电机驱 动，通过控制伺服电机的转动角度和速度，实现 机器人的精确运动控制。
03 伺服电机在自动化生产线中的应用
自动化生产线中的高精度定位、物料搬运等环节 常常使用伺服电机作为驱动元件，实现高精度的 定位和运动控制。
05
总结与展望
工作原理总结
步进电机工作原理
步进电机是一种将电脉冲信号转换成角位移或线位移的机 电元件，通过控制输入的脉冲数量和频率，实现电机的步 进转动。
步进电机在运行过程中不会出现丢步现象，具有较高的可靠性。
02
伺服电机工作原理
伺服电机简介
伺服电机是一种能够精确控制其转动角度和速度 01 的电机，广泛应用于各种自动化设备和控制系统
。
伺服电机通常由定子和转子组成，定子中包含控 02 制磁场方向的线圈，而转子则包含永磁体。
伺服电机具有高精度、快速响应、高动态性能等 03 特点，能够实现精确的位置控制和速度控制。
伺服电机工作原理
伺服电机是一种将输入的电信号转换成角位移或线位移的 机电元件，通过控制输入的电压或电流，实现电机的连续 转动。
两者比较
步进电机和伺服电机在工作原理上存在一定的差异，步进 电机通过控制脉冲数量和频率实现步进转动，而伺服电机 通过控制输入的电压或电流实现连续转动。
应用前景展望
01
步进电机应用前景
通过改变输入到伺服电机的电流或电压的大小和方向，可以精确控制电 机的转动速度和方向，从而实现精确的位置和速度控制。
伺服电机的控制系统通常由控制器、驱动器和电机组成，控制器负责发 送控制信号，驱动器负责将控制器发出的信号转换为能够驱动电机的能 量，而电机则负责执行控制器的指令，实现精确的转动控制。
03 伺服电机在自动化生产线中的应用
自动化生产线中的高精度定位、物料搬运等环节 常常使用伺服电机作为驱动元件，实现高精度的 定位和运动控制。
05
总结与展望
工作原理总结
步进电机工作原理
步进电机是一种将电脉冲信号转换成角位移或线位移的机 电元件，通过控制输入的脉冲数量和频率，实现电机的步 进转动。
步进电机在运行过程中不会出现丢步现象，具有较高的可靠性。
02
伺服电机工作原理
伺服电机简介
伺服电机是一种能够精确控制其转动角度和速度 01 的电机，广泛应用于各种自动化设备和控制系统
。
伺服电机通常由定子和转子组成，定子中包含控 02 制磁场方向的线圈，而转子则包含永磁体。
伺服电机具有高精度、快速响应、高动态性能等 03 特点，能够实现精确的位置控制和速度控制。
伺服电机工作原理
伺服电机是一种将输入的电信号转换成角位移或线位移的 机电元件，通过控制输入的电压或电流，实现电机的连续 转动。
两者比较
步进电机和伺服电机在工作原理上存在一定的差异，步进 电机通过控制脉冲数量和频率实现步进转动，而伺服电机 通过控制输入的电压或电流实现连续转动。
应用前景展望
01
步进电机应用前景
通过改变输入到伺服电机的电流或电压的大小和方向，可以精确控制电 机的转动速度和方向，从而实现精确的位置和速度控制。
伺服电机的控制系统通常由控制器、驱动器和电机组成，控制器负责发 送控制信号，驱动器负责将控制器发出的信号转换为能够驱动电机的能 量，而电机则负责执行控制器的指令，实现精确的转动控制。
伺服电动机PPT课件
2）磁场控制：通过改变励磁电压大小和方向来改变直 流伺服电动机的转速和转向。（信号加在励磁绕组两端）
采用电枢控制时，其机械特性方程为：
n=
Uc Ce
Ra CeCt 2
T
励磁绕组接与恒压直流电 源Uf上，流过恒定励磁电 流If，产生恒定磁通Φ，将 控制电压Uc加在电枢绕组 上来控制电枢电流Ic，进 而控制电磁转矩T杯型转子
2.工作原理
工作时，在励磁绕组上加单相交流
电Uf，在控制绕组上加控制信号电压 Uc，二者同频率，由于电流If和Ic在相 位上相差90°，它们产生的磁通Φf和 Φc在相位上也相差90°，于是在空间 产生一个两相旋转磁场。此时交流伺
服电动机的转子向某一个方向旋转。
当控制信号电压为零时，如果转子是
“伺服”的含义 Servomechanism “伺服”—词源于希腊语“奴隶”的意思。
伺服电机（servo motor ）又称执行电动机，在自动控 制系统中，它的转矩和转速受信号电压控制。当信号电压 的大小和相位发生变化时，电动机的转速和转动方向将非 常灵敏和准确地跟着变化。当信号消失时，转子能及时地 停转。
(2)转子的惯性小，即能实现迅速起动、停转。 (3)控制功率小，过载能力强，可靠性好。 (4)无“自转”现象，伺服电动机在控制电压消失后，应 立即停转；
伺服电动机典型生产厂家 德国西门子，产品外形有：
伺服电机
伺服电机驱动器
日本松下及安川，产品外形有：
松下交流伺服电机及驱动器
安川伺服电机驱动器
驱动器
复习
1．熟悉交流伺服电动机的结构、原理和特点。 2. 熟悉直流伺服电动机的结构、原理和特点。 3．掌握伺服电动机的维护方法。 4．了解伺服驱动器。
采用电枢控制时，其机械特性方程为：
n=
Uc Ce
Ra CeCt 2
T
励磁绕组接与恒压直流电 源Uf上，流过恒定励磁电 流If，产生恒定磁通Φ，将 控制电压Uc加在电枢绕组 上来控制电枢电流Ic，进 而控制电磁转矩T杯型转子
2.工作原理
工作时，在励磁绕组上加单相交流
电Uf，在控制绕组上加控制信号电压 Uc，二者同频率，由于电流If和Ic在相 位上相差90°，它们产生的磁通Φf和 Φc在相位上也相差90°，于是在空间 产生一个两相旋转磁场。此时交流伺
服电动机的转子向某一个方向旋转。
当控制信号电压为零时，如果转子是
“伺服”的含义 Servomechanism “伺服”—词源于希腊语“奴隶”的意思。
伺服电机（servo motor ）又称执行电动机，在自动控 制系统中，它的转矩和转速受信号电压控制。当信号电压 的大小和相位发生变化时，电动机的转速和转动方向将非 常灵敏和准确地跟着变化。当信号消失时，转子能及时地 停转。
(2)转子的惯性小，即能实现迅速起动、停转。 (3)控制功率小，过载能力强，可靠性好。 (4)无“自转”现象，伺服电动机在控制电压消失后，应 立即停转；
伺服电动机典型生产厂家 德国西门子，产品外形有：
伺服电机
伺服电机驱动器
日本松下及安川，产品外形有：
松下交流伺服电机及驱动器
安川伺服电机驱动器
驱动器
复习
1．熟悉交流伺服电动机的结构、原理和特点。 2. 熟悉直流伺服电动机的结构、原理和特点。 3．掌握伺服电动机的维护方法。 4．了解伺服驱动器。
《伺服电机的选型》课件
考虑环境因素
考虑工作环境的温度、湿度、尘埃等条件，选择能够 在恶劣环境下稳定运行的伺服电机。
规格匹配
电机尺寸
根据安装空间和实际需求，选择合适的电机 尺寸。
电机重量
对于需要轻量化的应用，应考虑电机的重量 。
接口兼容性
确保所选伺服电机与控制系统和驱动器之间 的接口兼容。
技术评估
技术规格比较
对比不同品牌和型号伺服电机的技术规格，评 估其性能优劣。
可能是由于散热不良、负载过大或润 滑不足，应加强散热、减轻负载或增 加润滑。
运行噪音
可能是轴承损坏、螺丝松动或电气问 题，应更换轴承、紧固螺丝或检查电 气线路。
振动过大
可能是机械不平衡、安装不正确或负 载不均，应重新平衡机械、纠正安装 或调整负载分布。
无法启动
可能是电源故障、控制信号问题或机 械卡阻，应检查电源、控制信号或消 除机械障碍。
产品测试报告
查看第三方测试报告或制造商提供的产品测试 数据，了解电机的实际性能表现。
客户评价
参考其他客户的评价和使用经验，了解电机的可靠性和售后服务。
价格比较
成本效益分析
综合考虑电机的性能、品牌、技术支持等因素，评估其性价比。
报价与谈判
向供应商询价，了解价格优惠和谈判空间，争取获得更好的采购条 件。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
防护等级与环境适应性：分析各品牌伺服 电机的防水、防尘等防护等级，以及在各 种恶劣环境下的稳定运行能力。
应用案例分享
案例1
数控机床：介绍品牌A的伺服电机 在数控机床中的应用案例，突出 其在高精度加工和高效生产方面 的优势。
案例2
包装机械：分享品牌B的伺服电机 在包装机械中的成功应用案例， 强调其在提高包装效率和降低成 本方面的作用。
考虑工作环境的温度、湿度、尘埃等条件，选择能够 在恶劣环境下稳定运行的伺服电机。
规格匹配
电机尺寸
根据安装空间和实际需求，选择合适的电机 尺寸。
电机重量
对于需要轻量化的应用，应考虑电机的重量 。
接口兼容性
确保所选伺服电机与控制系统和驱动器之间 的接口兼容。
技术评估
技术规格比较
对比不同品牌和型号伺服电机的技术规格，评 估其性能优劣。
可能是由于散热不良、负载过大或润 滑不足，应加强散热、减轻负载或增 加润滑。
运行噪音
可能是轴承损坏、螺丝松动或电气问 题，应更换轴承、紧固螺丝或检查电 气线路。
振动过大
可能是机械不平衡、安装不正确或负 载不均，应重新平衡机械、纠正安装 或调整负载分布。
无法启动
可能是电源故障、控制信号问题或机 械卡阻，应检查电源、控制信号或消 除机械障碍。
产品测试报告
查看第三方测试报告或制造商提供的产品测试 数据，了解电机的实际性能表现。
客户评价
参考其他客户的评价和使用经验，了解电机的可靠性和售后服务。
价格比较
成本效益分析
综合考虑电机的性能、品牌、技术支持等因素，评估其性价比。
报价与谈判
向供应商询价，了解价格优惠和谈判空间，争取获得更好的采购条 件。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
防护等级与环境适应性：分析各品牌伺服 电机的防水、防尘等防护等级，以及在各 种恶劣环境下的稳定运行能力。
应用案例分享
案例1
数控机床：介绍品牌A的伺服电机 在数控机床中的应用案例，突出 其在高精度加工和高效生产方面 的优势。
案例2
包装机械：分享品牌B的伺服电机 在包装机械中的成功应用案例， 强调其在提高包装效率和降低成 本方面的作用。
伺服电机及其控制原理 ppt课件
开环伺服控制回路
位置控制 控制器 （ＮＣ装置）
步进 驱动器
步进马达
指令脉冲
脉冲马达
１脉冲 ＝ １步进角
例 步进角 ０.３６°的情况 １脉冲 → ０.３６°的动作
１０００脉冲 → ３６０°（１圈）
开环伺服控制回路
位置控制 控制器 （ＮＣ装置）
步进 驱动器
步进马达
位置 ＝ 脉冲数 速度 ＝ 脉冲频率
伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器 控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子 在此磁场的作用下转动，同时电机自带 的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根 据反馈值与目标值进行比较，调整转子 转动的角度。
伺服电机的精度决定于编码器的精度（ 线数）。
其主要特点是：
当信号电压为零时无自转现象，转速 随着转矩的增加而匀速下降。
开环伺服系统结构简图
数控装置发出脉冲指令，经过脉冲分配和功 率放大后，驱动步进电机和传动件的累积误 差。因此，开环伺服系统的精度低，一般可 达到0.01mm左右，且速度也有一定的限制。
开环伺服控制系统
位置控制 控制器 （ＮＣ装置）
步进 驱动器
步进马达
方向指令
没有反馈、只能进行一个方向的控制。 使用步进马达。
1.1 伺服概述
伺服(Servo)，指系统跟随外部指令进行人们所期 望的运动，运动要素包括位置、速度、加速度 和力矩。
伺服控制系统(servo control system)
——是所有机电一体化设备的核心，它的基 本设计要求是输出量能迅速而准确地响应 输入指令的变化，如机械手控制系统的目 标是使机械手能够按照指定的轨迹进行运 动。象这种输出量以一定准确度随时跟踪 输入量（指定目标）变化的控制系统称为 伺服控制系统，因此，伺服系统也称为随 动系统或自动跟踪系统。它是以机械量如 位移、速度、加速度、力、力矩等作为被 控量的一种自动控制系统。
直流伺服电机PPT课件
电流反馈
功放
第14页/共47页
G
M
§6.4 直流伺服电机 （五） 直流进给运动的速度控制（2）PWM调速系统
① 主回路：
大功率晶体管开关放大器； ② 控制回路：功率整流器。
速度调节器；
电流调节器；
固定频率振荡器及三角波发生器；
脉宽调制器和基极驱动电路。
区别：
与晶闸管调速系统比较，速度调节器和电流调节
2） 脉宽调制器
同向加法放大器电路图 U S r –速度指令转化过
来的直流电压
U△
R1
U Sr
R1
R2
+ +12V
-
R3
USC
U △- 三角波
USC- 脉宽调制器的输
出（ U S r +U △ ）
调制波形图
U △+U S r
U△
+U S r
o
o
t
-12V U △+U S r
t
o
-U S r
t
U SC
电机转速与理想空载转速的差
（6.7）
ω（n） △ω
ωO
O
TL TS T
图6.7 直流电机的机械特性
第3页/共47页
§6.4 直流伺服电机 （二）一般直流电机的工作特性
2. 动态特性 直流电机的动态力矩平衡方程式为
TM TL J d
dt
式中
TM ─电机电磁转矩； TL ─ 折算到电机轴上的负载转矩； ω ─ 电机转子角速度； J ─ 电机转子上总转动惯量；
（6.1）
KT —转矩常数； Φ—磁场磁通；Ia —电枢电流；TM —电磁
转矩。电枢回路的电压平衡方程式为:
伺服电机讲解PPT课件
（3）I/O信号接口
驱动器
外部组成
电机电源输入 输出接线端子
数码显示窗口 参数设置键 计算机RS232口
I/O信号接口 编码器信号接口
交流伺服电机驱动器
系统结构
U V W
连接AC220V
I/O板
图 2-2 交流伺服电机系统接线示意 图
型号
ST系列交流伺服电机型号编号说明
110 ST -M 050 30 L F B Z 1 2 3 4 5 6 789
选型
功率的选择 功率选得过大不经济，功率选得过小电动机容
易因过载而损坏。
1. 对于连续运行的伺服电动机，所选功率应等于或 略大于生产机械的功率。
2. 对于短时工作的伺服电动机，允许在运行中有短 暂的过载，故所选功率可等于或略小于生产机械 的功率。
Thanks for your attention!
绝对式编码器
每一个位置对应一个确定的数字码， 其示值只与测量的起始和终止位置有 关，与测量的中间过程无关
编码器结构
安装在电机后端，其转盘与电机同轴。 码盘、发光管、光电接收管、光栏板、放大整形电路
编码器结构
A相脉冲 B相脉冲 Z相脉冲
码盘
所刻条纹越多，分辨率越高
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
5：表示电机额定转速，其值为二位数×100，单位：r/min
选型
种类的选择 一般自动控制应用场合应尽可能选用交流伺服电 机。调速和控制精度很高的场合选用直流伺服电机或 其他专用的控制电机,如直线电机等。
结构型式的选择
根据工作方式和工作环境的条件选择不同的结构 型式，如频繁启停的场合选用空心杯转子结构的伺服 电机；如速度要求较平衡的场合选用大惯量伺服电机
驱动器
外部组成
电机电源输入 输出接线端子
数码显示窗口 参数设置键 计算机RS232口
I/O信号接口 编码器信号接口
交流伺服电机驱动器
系统结构
U V W
连接AC220V
I/O板
图 2-2 交流伺服电机系统接线示意 图
型号
ST系列交流伺服电机型号编号说明
110 ST -M 050 30 L F B Z 1 2 3 4 5 6 789
选型
功率的选择 功率选得过大不经济，功率选得过小电动机容
易因过载而损坏。
1. 对于连续运行的伺服电动机，所选功率应等于或 略大于生产机械的功率。
2. 对于短时工作的伺服电动机，允许在运行中有短 暂的过载，故所选功率可等于或略小于生产机械 的功率。
Thanks for your attention!
绝对式编码器
每一个位置对应一个确定的数字码， 其示值只与测量的起始和终止位置有 关，与测量的中间过程无关
编码器结构
安装在电机后端，其转盘与电机同轴。 码盘、发光管、光电接收管、光栏板、放大整形电路
编码器结构
A相脉冲 B相脉冲 Z相脉冲
码盘
所刻条纹越多，分辨率越高
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
5：表示电机额定转速，其值为二位数×100，单位：r/min
选型
种类的选择 一般自动控制应用场合应尽可能选用交流伺服电 机。调速和控制精度很高的场合选用直流伺服电机或 其他专用的控制电机,如直线电机等。
结构型式的选择
根据工作方式和工作环境的条件选择不同的结构 型式，如频繁启停的场合选用空心杯转子结构的伺服 电机；如速度要求较平衡的场合选用大惯量伺服电机
《伺服电机教程》课件
数字信号控制方式是 通过脉冲来控制电机 的旋转角度和速度。
模拟信号控制方式是 通过电压或电流来控 制电机的旋转角度和 速度。
伺服电机的调速原理
伺服电机的调速原理是通过改变输入到电机的电 压或电流来改变电机的旋转速度。
当输入的电压或电流增加时，电机的旋转速度会 增加。
当输入的电压或电流减小时，电机的旋转速度会 减小。
伺服电机的响应特性
01
伺服电机的响应特性是指电机对控制信号的响应速 度和精度。
02
伺服电机的响应速度很快，可以在毫秒级别内完成 位置和速度的控制。
03
伺服电机的精度很高，可以精确地控制电机的旋转 角度和速度。
03 伺服电机的选型 与使用
伺服电机的选型原则
根据负载性质选择
根据负载的重量、摩擦系数、加速度等参数，选择合 适的伺服电机。
02 伺服电机的工作 原理
伺服电机的组成结构
伺服电机主要由定子、转 子、编码器等部分组成。
转子是伺服电机中旋转的 部分，它连接着负载。
定子是伺服电机的主要部 分，它产生磁场，使转子 能够旋转。
编码器是用来检测转子位 置的装置，它与电机轴同 轴安装。
伺服电机的控制方式
伺服电机可以通过模 拟信号或数字信号进 行控制。
《伺服电机教程》ppt课件
目录
• 伺服电机简介 • 伺服电机的工作原理 • 伺服电机的选型与使用 • 伺服电机的发展趋势与未来展望
01 伺服电机简介
伺服电机的定义与工作原理
总结词
理解伺服电机的基本定义和工作原理是掌握其应用的基础。
详细描述
伺服电机是一种能够实现精确控制的电机，它能够将输入的 电信号转换成机械旋转运动或线性位移。伺服电机由定子和 转子组成，通过控制输入电压或电流，可以精确地控制电机 的旋转角度或直线位移。
伺服电机ppt课件
需求。
精度匹配原则
根据系统精度要求选择伺服电 机，确保电机的控制精度能够 满足要求。
转速匹配原则
根据工作转速选择伺服电机， 确保电机能够在合适的转速范 围内工作。
环境适应性原则
考虑伺服电机的环境适应性， 如温度、湿度、防护等级等， 确保电机能够在所需环境中稳
定运行。
使用注意事项
01
02
03
04
初始调试
最大加速度
伺服电机在单位时间内能够产生的最大加速度。最大加速度越大，伺服电机的加 速性能越好。
控制精度
定位精度
伺服电机在定位控制中达到的实际位置与目标位置之间的误 差。定位精度越高，伺服电机的控制精度越高。
重复精度
伺服电机在多次重复同一动作时达到的位置的一致性。重复 精度越高，伺服电机的重复运动控制性能越好。
汽车电子
随着汽车电动化和智能化的发展，伺服电机在汽 车零部件、底盘控制等领域的应用前景广阔。
节能环保要求
能效标准
随着环保意识的提高，各国政府对伺服电机的能效标准提出了更 高的要求。
低碳材料
采用低碳材料和生产工艺，降低伺服电机的碳排放，符合绿色制造 的发展趋势。
回收利用
加强伺服电机的回收利用，降低资源消耗和环境污染，促进可持续 发展。
高精度、快速响应、稳定性好、 低噪音、高效率等。
工作原理
工作原理
伺服电机内部通常包含一个电机和控制器，控制器接收输入信号后，通过电机 产生相应的旋转或直线运动。
控制方式
通过改变输入信号的大小和方向，可以精确控制电机的旋转角度和速度。
伺服电机的分类
直流伺服电机
使用直流电源供电，具 有较高的启动转矩和调
转矩
精度匹配原则
根据系统精度要求选择伺服电 机，确保电机的控制精度能够 满足要求。
转速匹配原则
根据工作转速选择伺服电机， 确保电机能够在合适的转速范 围内工作。
环境适应性原则
考虑伺服电机的环境适应性， 如温度、湿度、防护等级等， 确保电机能够在所需环境中稳
定运行。
使用注意事项
01
02
03
04
初始调试
最大加速度
伺服电机在单位时间内能够产生的最大加速度。最大加速度越大，伺服电机的加 速性能越好。
控制精度
定位精度
伺服电机在定位控制中达到的实际位置与目标位置之间的误 差。定位精度越高，伺服电机的控制精度越高。
重复精度
伺服电机在多次重复同一动作时达到的位置的一致性。重复 精度越高，伺服电机的重复运动控制性能越好。
汽车电子
随着汽车电动化和智能化的发展，伺服电机在汽 车零部件、底盘控制等领域的应用前景广阔。
节能环保要求
能效标准
随着环保意识的提高，各国政府对伺服电机的能效标准提出了更 高的要求。
低碳材料
采用低碳材料和生产工艺，降低伺服电机的碳排放，符合绿色制造 的发展趋势。
回收利用
加强伺服电机的回收利用，降低资源消耗和环境污染，促进可持续 发展。
高精度、快速响应、稳定性好、 低噪音、高效率等。
工作原理
工作原理
伺服电机内部通常包含一个电机和控制器，控制器接收输入信号后，通过电机 产生相应的旋转或直线运动。
控制方式
通过改变输入信号的大小和方向，可以精确控制电机的旋转角度和速度。
伺服电机的分类
直流伺服电机
使用直流电源供电，具 有较高的启动转矩和调
转矩
《直流伺服电机》课件
总结与展望
1
总结
直流伺服电机是先进的运动控制技术，应用广泛。
2
展望
随着科技的发展，直流伺服电机将变得更小巧、更高效。
《直流伺服电机》PPT课 件
让我们一起探索直流伺服电机的基本原理、工作原理、应用领域和优势，以 及组成和结构、控制方式、常见问题和解决方法。
直流伺服电机的基本原理
1 电磁感应
通过电磁感应原理，将电能转化为机械能。
2 磁场控制
利用磁场的控制来调节转速和位置。
3 反馈系统
使用反馈系统实时监测运动状态，保持稳定性和精确性。
直流伺服电机的工作原理
1
输入信号
控制器接收输入信号，指定所需的转速和位置。
2
驱动电路
驱动电路根据输入信号控制电机转动。
3
传感器反馈
传感器实时监测电机运动状态，并将反馈信号发送给控制器。
应用领域和优势
工业自动化
广泛应用于机械臂、自动化生产线等领域，提高生产效率。
机器人技术
为机器人提供高精度、高速度的运动控制，实现复杂任务。
位置控制
根据输入信号，控制电机达 到指定的位置。
速度控制
根据输入信号，控制电机达 到指定的转速。
扭矩控制
根据输入信号，控制电机输 出指定的扭矩。
直流伺服电机的常见问题和解决方法
1 震动和噪音
通过减震措施和减少机械密封度来解决问题。
2 过热
增加散热设备和改善工作环境，提高电机散热效果。
3 寿命短
定期保养和更换磨损部件，延长电机的使用寿命。
航空航天
用于飞机操纵系统、卫星定位等关键应用，确保安全和可靠性。
直流伺服电机的组成和结构
主要组成
【精品】伺服电机PPT课件
+
放
给定电压
Ug U d
大
-
-+
器
+ Ur
-
-
+
机械负载 +
-
电电机机及及机机床电床器电控气制控制
五、项目检查 检查掌握伺服电机的工作过程情况，掌握伺服电机工作线
路的搭接，在此基础上掌握伺服电动机工作过程、实例。 检查线路搭接。
六、教学评估 1 为什么交流伺服电动机的转子电阻值要相当大? 2 当直流伺服电动机励磁电压和控制电压不变时，若将负载
转矩减小，试问此时电枢电流、电磁转矩、转速将如何变化? 3 如何改变两相交流伺服电动机的转向?为什么能改变其转
向? 4 为什么直流测速发电机使用时不宜超过规定的最高转速?
负载电阻又不能低于规定值?
结束语
谢谢大家聆听！！！
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反之当负载转矩由于某种原因有所增加时，系统的转速将下降，测速 发电机的输出电压Uf减小，因而差值电压Ud=Ug—Uf增大，经放大后加 在伺服电动机上的电枢电压也增大，电动机转速上升。由此可见，该系 统由于测速发电机的接入，具有自动调节作用，使系统转速近似于恒定 值。
电电机机及及机机床电床器电控气制控制
伺服电机
电电机机及及机机床电床器电控气制控制
教学目标：
直流伺服电机使用； 交流伺服电机使用；
教学重点和难点：
1、直流伺学方法：
项目教学法： 1、引出问题； 2、项目分析； 3、行为引导法； 4、学练结合
电机及机床电器控制
电机及机床电器控制
电机及机床电器控制
直流测速发电机的工作原理图
电电机机及及机机床电床器电控气制控制
直流测速发电机的输出特性
伺服电机结构及工作原理 ppt课件
4、快速响应性好
5、调速范围宽
调速范围：是指机械装置要求电动机能提供的最高转速
和最低转速的比值
6、系统可靠性好
7、低速大转矩
伺服电机结构及工作原理
二、伺服系统的分类
1、按伺服系统调节理论分类 ① 开环伺服系统
伺服电机结构及工作原理
② 闭环伺服系统
伺服电机结构及工作原理
③ 半闭环伺服系统
伺服电机结构及工作原理
伺服电机结构及工作原理
三、交直流伺服电动机的区别
直流伺服电动机的缺点： ① 电刷和换向器易磨损，换向时产生火花，限制转速 ② 结构复杂，制造困难，成本高 ③ 交流伺服电动机的优点： ④ 结构简单，成本低廉，转子惯量较直流电机小 ⑤ 交流电动机的容量大于直流电动机
伺服电机结构及工作原理
伺服系统的性能要求
无刷直流伺服电动机用电子换向装置代替了 传统的电刷和换向器，使之工作更可靠。它的定 子铁心结构与普通直流电动机基本相同，其上嵌 有多相绕组，转子用永磁材料制成。
伺服电机结构及工作原理
2．基本工作原理
传统直流伺服电动机的基本工作原理与普通 直流电动机完全相同，依靠电枢电流与气隙磁通 的作用产生电磁转矩，使伺服电动机转动。通常 采用电枢控制方式，即在保持励磁电压不变的条 件下，通过改变电枢电压来调节转速。电枢电压 越小，则转速越低；电枢电压为零时，电动机停 转。由于电枢电压为零时电枢电流也为零，电动 机不产生电磁转矩，不会出现“自转”。
转矩的方向与电机旋转方向相反，
是一个制动转矩，这就保证了当控
制电压消失后转子仍转动时，电动
机将被迅速制动而停下。转子电阻
加大后，不仅可以消除自转，还具
有扩大调速范围、改善调节特性、 提高反应速度等优点。
《伺服电机教学版》课件
3
电机转矩控制原理
伺服电机通过调整电机的输出转矩，根据负载需求实现精确力矩控制。
伺服电机的控制系统
控制系统的组成
伺服电机的控制系统由位置 控制器、速度控制器和功率 放大器组成。
控制系统的设计流 程
控制系统的设计包括选型、 安装调试和参数优化等阶段。
控制系统的调试和 优化
调试和优化过程包括PID参数 调整、滤波器设置和系统响 应测试等。
3 伺服电机的基本组成部分
伺服电机主要由电机、传感器、控制器和功率放大器组成。
伺服电机的工作原理
1
电机速度控制原理
伺服电机根据输出信号调整电机的速度，通过反馈传感器实时监测电机转速并与 目标速度比较进行调整。
2
电机位置控制原理
伺服电机通过位置传感器实时监测电机位置，并与目标位置比较进行调整，以实 现精确定位控制。
《伺服电机教学版》PPT 课件
这个课件将介绍伺服电机的工作原理、控制系统以及在工业中的应用。我们 将探讨伺服电机的优点和缺点，展望其未来发展趋势。
什么是伺服电机
1 伺服电机的定义
伺服电机是一种能够根据输入信号进行精确位置、速度和转矩控制的电机。
2 伺服电机的分类
伺服电机根据结构和工作方式的不同可以分为交流伺服电机和直流伺服电机。
伺服电机的优点和缺点
伺服电机的优点
高精度、高速度、快速响 应、可靠性高。
伺服电机的缺点
价格较高、复杂性高、对 控制系统要求高。用中的 需求将不断增加。
结论
通过本课件，我们总结了伺服电机的特点和应用，展望了其未来发展趋势。伺服电机在工业中的应用将 不断增加，具有重要的意义和价值。
伺服电机在工业中的应用
自动化生产线
伺服系统总结(电机和驱动)ppt课件
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(1) 液压伺服控制系统 液压伺服控制系统是以电机提供动力基础，使用液压泵将机械能转化为压力，推 动液压油。通过控制各种阀门改变液压油的流向，从而推动液压缸做出不同行程、 不同方向的动作，完成各种设备不同的动作需要。液压伺服控制系统按照偏差信 号获得和传递方式的不同分为机-液、电-液、气-液等,其中应用较多的是机-液和 电-液控制系统。按照被控物理量的不同,液压伺服控制系统可以分为位置控制、 速度控制、力控制、加速度控制、压力控制和其他物理量控制等。液压控制系统 还可以分为节流控制(阀控)式和容积控制(泵控)式。在机械设备中,主要有机-液伺 服系统和电-液伺服系统。
伺服系统介绍
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1
目录
伺服系统概述
系统结构原理以及分类
伺服电机
伺服驱动
编码器以及制动方式介绍
伺服与步进区别
伺服选型
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2
一、 伺服系统概述
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。
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(4) 电液伺服控制系统 它是一种由电信号处理装置和液压动力机构组成的反馈控制系统。最常见的 有电液位置伺服系统、电液速度控制系统和电液力(或力矩)控制系统。 以上是我们常用到的四种伺服系统，他们的工作原理和性能以及可以应用的 范围都有所区别，各有自己的特点和优缺点。因此在选择或者购买的时候， 就需要根据系统的需要以及需要控制的参数和实现的性能，通过计算后在选 择合适的产品。
第7章三相永磁同步伺服电动机的控制ppt课件
经 营 者 提 供 商品或 者服务 有欺诈 行为的 ，应当 按照消 费者的 要求增 加赔偿 其受到 的损失 ，增加 赔偿的 金额为 消费者 购买商 品的价 款或接 受服务 的费用
第7章
第二节 三相永磁同步伺服电动机的
控制策略
经 营 者 提 供 商品或 者服务 有欺诈 行为的 ，应当 按照消 费者的 要求增 加赔偿 其受到 的损失 ，增加 赔偿的 金额为 消费者 购买商 品的价 款或接 受服务 的费用
以保持相电流幅值的不变。
在上面介绍的两种控制方式中，id=0的控制方式是最
常用的方式，下面主要介绍这种控制方式。
经 营 者 提 供 商品或 者服务 有欺诈 行为的 ，应当 按照消 费者的 要求增 加赔偿 其受到 的损失 ，增加 赔偿的 金额为 消费者 购买商 品的价 款或接 受服务 的费用
第二节
第二节
三相永磁同步伺服电动机的控制策略
2．用软件实现空间电压矢量脉冲宽度调制（SVPWM） 用软件实现空间电压矢量脉宽调制的方法也是一种通
常使用的方法，这种方法的优越性在于其控制精度比 较高。 首先确定要求输出的电压空间矢量的幅值和方向角， 才能进行SVPWM运算。在三相永磁交流伺服电动机控 制系统中，可以通过闭环的实时计算来获得电压空间
经 营 者 提 供 商品或 者服务 有欺诈 行为的 ，应当 按照消 费者的 要求增 加赔偿 其受到 的损失 ，增加 赔偿的 金额为 消费者 购买商 品的价 款或接 受服务 的费用
第二节
三相永磁同步伺服电动机的控制策略
1.控制id=0以实现最大转矩输出：
目前大多数的交流伺服电动机用于进给驱动，电动机 工作于其额定转速以下，属于恒转矩调速方式。在 这类应用场合，追求的是在一定的定子电流幅值下能 够输出最大的转矩，因此最佳的控制方式是使定子电
伺服电机的安装和使用PPT课件
2021
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打开设备中的伺 服电机，完成说 明操作，再点击 180度伺服电机， 给伺服电机设定 一个转动的角度。
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保存程序，传递到arduino平台，进行下载，查看效果。
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分析 将程序写在repeat中会是什么效果？
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请搭建好右图的伺服 电机的固定。
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注意事项
pwm在主板的左边红色框内的插针打开设备中的伺服电机完成说明操作再点击180度伺服电机给伺服电机设定一个转动的角度
慈利县机器人教练员交流活动 伺服电机的安装和使用
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伺服电机：机器人用于产生精准动作、灵活地指 定运转角度，常用于产生手臂、手爪、人形机器 人腿部动作。
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固定伺服电机的材料
1.如需改变伺服电机的状态，必须断电调整。
2.伺服电机运转速度较慢，但力量却比较大， 运动过程中不能有强阻力阻碍伺服电机运动， 否则将导致损坏。
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12Βιβλιοθήκη 20213伺服电机固定方式
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提问
谁知道伺服电机的0度在什么位置？180度在 什么位置？
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轴只能在0-180度之间转动，0度的位置是由使 用者决定的，只要你改变曲柄与轴的连接方向， 就可以确定任意方向为0度位置。
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灰色是GND（负极），红色是 VCC（正极），橙色接PWM （2-10）。（PWM在主板的左 边，红色框内的插针）
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到20世纪80年代中后期，各公司都已有完整的系列产品。整个伺服装置市场都转向了交 流系统。
到目前为止，高性能的电伺服系统大多采用永磁同步型交流伺服电动机，控制驱动器多 采用快速、准确定位的全数字位置伺服系统。典型生产厂家如德国西门子、美国科尔摩根和 日本三菱、松下及安川等公司。
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一
伺服电机
知识链接——伺服电机生产商
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一
伺服电机
2、日本其他厂商，例如：三菱电动机（HC-KFS、HC-MFS、HC-SFS、HC-RFS和HC-UFS系列）、东 芝精机（SM系列）、大隈铁工所(BL系列）、三洋电气（BL系列）、立石电机（S系列）等众多厂商 也进入了永磁交流伺服系统的竞争行列。
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伺服电机
知识链接——伺服电机生产商
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伺服控制系统
伺服控制系统，也称为随动系统，是一种能够跟踪输入的指令信号进行动作，从
而获得精确的位置、速度及转矩输出的自动控制系统，它用来控制被控对象的转角或
位移，使其自动、连续、精确地复现输入指令的变化。
1.伺服控制系统的构成
“以物体的位置、方位、姿势等作为控制量，为跟踪目标的任何变化而建构的控制系统”。伺服机 构大致由下列各部分组成。
7、 I.D.（Industrial Drives）是美国著名的科尔摩根（Kollmorgen）的工业驱动分部，自1989年起推出了 全新系列设计的Goldline永磁交流伺服电动机，包括B（小惯量）、M（中惯量）和EB（防爆型）三大类， 有10、20、40、60、80五种机座号，每大类有42个规格，全部采用钕铁硼永磁材料，力矩范围为0.84～ 111.2N.m，功率范围为0.54～15.7kW。配套的驱动器有BDS4（模拟型）、BDS5（数字型、含位置控制） 和Smart Drive（数字型）三个系列，最大连续电流55A。Goldline系列代表了当代永磁交流伺服技术最新 水平。
伺服电动机的转速和转向。其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀
速下降。 1．伺服电机的铭牌和外部结构
SFS表示中等容量、 中等惯性时间常数、 高转速
2表示输出转速 为2 000r/min
20代表额定输出功 率为2 000W
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一
伺服电机
编码器
伺服电机主要包括3部分
编码器电缆
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伺服控制系统
3、伺服系统的应用（在服装设备中的应用）
多 头 电 脑 绣 花 机
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伺服控制系统
3、伺服系统的应用（在机床设备中的应用）
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一
伺服电机
伺服电动机又称为执行电动机，其功能是把输入的电压信号变换成电机转轴的角位移或角速度
输出。输入的电压信号又称为控制信号或控制电压，改变控制电压的大小和电源的极性，就可以改变
伺服电动机的分类
普通直流伺服电动机 直流伺服电动机 低惯量直流伺服电动机
直流力矩电动机 两相感应伺服电动机 交流伺服电动机 三相感应伺服电动机 无刷永磁伺服电动机 直线伺服电动机 电机为直线运动
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一
伺服电机
（2）伺服电机的发展史
自从德国MANNESMANN的Rexroth公司的Indramat分部在1978年汉诺威贸易博览会上正式 推出MAC永磁交流伺服电动机和驱动系统，这标志着此种新一代交流伺服技术已进入实用化 阶段。
指令部
发出动作的指令信号
控制部
使电机能按照指令运行
驱动、检测部 驱动控制对象，对其运行状态进行检测 2
伺服控制系统
伺服控制系统一般包括伺服控制器、伺服驱动器、执行机构（伺服电机）、被控对象（工作 台）、测量/反馈环节等五部分组成。
伺服系统主要由三种控制模式，分别是位置控制模式、速度控制模式、转矩控制模式。
（1）编码器：位于伺服电动机的背面，主要测 量电动机的实际速度，并将转速信号转化为脉冲 信号。
（2）编码器电缆：从伺服电动机背面的编码器 引出一组电缆，主要传输测得的转速信号，并反 馈给控制器进行比较。
（3）输入电源线电缆：与电动机内部绕组U、 V、W连接，还包括一根接地线。
输入电源线电缆
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伺服电机
3、德国力士乐公司（Rexroth）的Indramat分部的MAC系列交流伺服电动机共有7个机座号92个规格。
4、德国西门子（Siemens）公司的IFT5系列三相永磁交流伺服电动机分为标准型和短型两大类，共8个 机座号98种规格。据称该系列交流伺服电动机与相同输出力矩的直流伺服电动机IHU系列相比，重量 只有后者的1/2，配套的晶体管脉宽调制驱动器6SC61系列，最多的可供6个轴的电动机控制。
1、日本安川电机制作所推出的小型交流伺服电动机和驱动器，20世纪90年代先后推出了新的D系列 和R系列，之后又推出M、F、S、H、C、G 六个系列。。其中D系列适用于数控机床（最高转速为 1000r/min，力矩为0.25～2.8N.m），R系列适用于机器人（最高转速为3000r/min，力矩为0.016～ 0.16N.m）。这样，只用了几年时间形成了八个系列（功率范围为0.05～6kW）较完整的体系，满足 了工作机械、搬运机构、焊接机械人、装配机器人、电子部件、加工机械、印刷机、高速卷绕机、绕 线机等的不同需要。
图6-1 伺服控制系统组成原理图
3
2.伺服的作用
伺服控制系统
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伺服控制系统
3、伺服系统的应用（在搬运控制中的应用）
在工业高度发达、自动化不断进步的 今天，搬运设备已成为不可或缺的项目
搬运机（垂直）
自动仓库·分拣系统
由于导入了伺服机构，可提高机械速度，从而提高生产效率。可在 指定位置正确停止，采用带电磁制动器的伺服电机，可防止停车时货物 下降。
5、德国博世（BOSCH）公司生产铁氧体永磁的SD系列（17个规格）和稀土永磁的SE系列（8个规格） 交流伺服电动机和Servodyn SM系列的驱动控制器。 。
பைடு நூலகம்16
一
伺服电机
知识链接——伺服电机生产商
6、美国A-B（ALLEN-BRADLEY）公司驱动分部生产1326型铁氧体永磁交流伺服电动机和1391型交流PWM 伺服控制器。电动机包括3个机座号共30个规格。
自动仓库·分拣系统在自动仓库中，分拣部和行走部都已越来越多 地采用AC伺服电机，可实现高速运行以及平稳的及加减速。
与SCM（供应链管理）相结合的自动仓库·分拣系统从原料采购到商 品发送等各个环节，可大大提高物流库存管理的效率。
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伺服控制系统
3、伺服系统的应用（在卷材设备中的应用）
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伺服控制系统
3、伺服系统的应用（在食品设备中的应用）