伺服编码器要怎么选型，这些你肯定不知道

文章来源：http://www.kindele.com/  发布时间：2019/04/02    点击数： 　　伺服编码器要怎么选型，快来一起了解下吧。伺服系统定义：实现输出变量精确地跟随或复现输入变量的控制系统。对运动控制的要求越来越高，伺服控制应运而生。
　　伺服电动机又称执行电动机，在自动控制系统中，用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，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。

　　伺服点的特点在这里和步进电机相比较下说的更清楚点:

　　1、控制精度不同

　　两相混合式步进电机步距角一般为3.6°、1.8°，五相混合式步进电机步距角一般为0.72°、0.36°。也有一些高性能的步进电机步距角更小。如四通公司生产的一种用于慢走丝机床的步进电机，其步距角为0.09°；德国百格拉公司（BERGER LAHR）生产的三相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°，兼容了两相和五相混合式步进电机的步距角。
　　交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。以松下全数字式交流伺服电机为例，对于带标准2500线编码器的电机而言，由于驱动器内部采用了四倍频技术，其脉冲当量为360°/10000=0.036°。对于带17位编码器的电机而言，驱动器每接收217=131072个脉冲电机转一圈，即其脉冲当量为360°/131072=9.89秒。是步距角为1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。

　　2、低频特性不同

　　步进电机在低速时易出现低频振动现象。振动频率与负载情况和驱动器性能有关，一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当步进电机工作在低速时，一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象，比如在电机上加阻尼器，或驱动器上采用细分技术等。

　　交流伺服电机运转非常平稳，即使在低速时也不会出现振动现象。交流伺服系统具有共振抑制功能，可涵盖机械的刚性不足，并且系统内部具有频率解析机能（FFT），可检测出机械的共振点，便于系统调整。

　　3、矩频特性不同

　　步进电机的输出力矩随转速升高而下降，且在较高转速时会急剧下降，所以其最高工作转速一般在300～600RPM。交流伺服电机为恒力矩输出，即在其额定转速（一般为2000RPM或3000RPM）以内，都能输出额定转矩，在额定转速以上为恒功率输出。

　　4、过载能力不同

　　步进电机一般不具有过载能力。交流伺服电机具有较强的过载能力。以松下交流伺服系统为例，它具有速度过载和转矩过载能力。其最大转矩为额定转矩的三倍，可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。步进电机因为没有这种过载能力，在选型时为了克服这种惯性力矩，往往需要选取较大转矩的电机，而机器在正常工作期间又不需要那么大的转矩，便出现了力矩浪费的现象。

　　5、运行性能不同

　　步进电机的控制为开环控制，启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象，停止时转速过高易出现过冲的现象，所以为保证其控制精度，应处理好升、降速问题。交流伺服驱动系统为闭环控制，驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样，内部构成位置环和速度环，一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象，控制性能更为可靠。

　　6、速度响应性能不同

　　步进电机从静止加速到工作转速（一般为每分钟几百转）需要200～400毫秒。交流伺服系统的加速性能较好，以松下MSMA 400W交流伺服电机为例，从静止加速到其额定转速3000RPM仅需几毫秒，可用于要求快速启停的控制场合。

　　众所周知，对于伺服控制系统都需要配备速度反馈及位置反馈的编码器，我们在选择编码器时，不仅要考虑编码器的类型，还要考虑编码器的接口、分辨率、精度、防护等级等方面，以满足用户的控制要求。尤其是编码器的分辨率和精度与运动控制有着密切的联系，今天我们就跟大家聊聊伺服编码器的分辨率和精度。

　　1、分辨率

　　分辨率是指编码器每个计数单位之间产生的距离，它是编码器可以测量到的最小的距离。

　　对于旋转编码器来说，分辨率一般定义为编码器旋转一圈所测量的单位或者脉冲(如,PPR)。而对于直线编码器来说，分辨率常常被定义为两个量化单位之间产生的距离，通常给定的单位是微米(μm)或者纳米(nm)。

　　绝对值编码器分辨率一般被定义为位的形式，因为绝对值编码器输出是基于编码器实际位置的二进制“字”。一位是一个二进制单位，如16位等于216，或者65536。因此，一个16位编码器每圈提供65536个量化单位。

　　2、精度

　　精度用于衡量正常情况下实际值和设定值之间可重复的平均偏差的量值，对于旋转编码器来说，一般被定义为角秒或者角分，同时对于直线编码器来说精度一般为微米。
　　一个很重要的需要注意的一点是，高的分辨率并不代表高的精度。例如，两个同样精度的旋转编码器,一个分辨率是3600 PPR,而另外一个是10000 PPR。低分辨率的编码器(3600 PPR)可以提供0.1°的测量距离，而高分辨率的编码器可以提供一个更小的测量距离，但是二者的精度是相同的，高分辨率编码器仅仅是具有将0.1°缩小到更小的增量距离的能力。

　　编码器分辨率和精度是两个独立的概念，如上图所示，两个编码器具有相同的分辨率(24PPR)但是具有不同的精度。

　　当我们讨论精度的时候，一般还会涉及到另外一个编码器的性能指标—“可重复性”。精度是指测量值与真实值之间的接近程度，不与标准进行比较，精度就无从谈起。“可重复性”是指在外部状态不变的情况下，重现相同结果的能力。

　　某些情况下,“可重复性”可能比精度更加重要。这是因为，如果系统具有可重复性，那么可以通过补偿取消掉误差。一般来说编码器的可重复性被定义为编码器精度的倍率，常常是5到10倍的编码器精度值。看完这些，相信大家对伺服编码器选型已经有了一定的了解了吧。