伺服驅(qū)動(dòng)器與運(yùn)動(dòng)控制器之間的區(qū)別是什么？

在自動(dòng)化領(lǐng)域，運(yùn)動(dòng)控制器和基本的伺服驅(qū)動(dòng)器之間存在著微妙的差異。許多應(yīng)用都需要運(yùn)動(dòng)控制器和伺服驅(qū)動(dòng)器共同組成一個(gè)完整的系統(tǒng)，因此，掌握每個(gè)設(shè)備的功能和智能水平至關(guān)重要。 ?

伺服系統(tǒng)

伺服驅(qū)動(dòng)器向電機(jī)線圈供應(yīng)電壓和電流，然后通過(guò)監(jiān)控反饋來(lái)關(guān)閉伺服環(huán)路，從而為伺服電機(jī)供電。大多數(shù)情況下，伺服驅(qū)動(dòng)器含有三個(gè)嵌入式伺服環(huán)路，即電流（或扭矩）環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)；三個(gè)環(huán)路相互作用以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)控制。需要哪些環(huán)路是由預(yù)期的電機(jī)操作來(lái)決定的。 ?

扭矩控制應(yīng)用僅需要電流環(huán)就可以實(shí)現(xiàn)特定要求的扭矩。由于扭矩和電流成正比，扭矩可通過(guò)向伺服驅(qū)動(dòng)器提供電流反饋的傳感器進(jìn)行調(diào)節(jié)。 ? ?

在速度控制應(yīng)用中，電流環(huán)和速度環(huán)通常都需要。速度環(huán)負(fù)責(zé)監(jiān)控向伺服驅(qū)動(dòng)器提供速度信息的傳感器，并根據(jù)所得數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)電流環(huán)，增大或減小扭矩。

最后，位置環(huán)應(yīng)用利用與電機(jī)連接的反饋傳感器，將位置信息發(fā)送至伺服驅(qū)動(dòng)器或運(yùn)動(dòng)控制器，后者又將信號(hào)發(fā)送至速度環(huán)，從而增大或減小速度，然后再將信息傳遞給電流環(huán)以實(shí)現(xiàn)扭矩調(diào)節(jié)。

定義驅(qū)動(dòng)器和控制器角色

在無(wú)刷直流伺服電機(jī)的扭矩控制應(yīng)用中，“設(shè)備”根據(jù)基于電流反饋測(cè)量的命令輸入向電機(jī)提供電流和電壓。用專業(yè)術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)，向電機(jī)供電的設(shè)備稱為伺服放大器或伺服驅(qū)動(dòng)器。電流或扭矩驅(qū)動(dòng)器只有在接收到特定命令，告訴其應(yīng)該產(chǎn)生的扭矩時(shí)，才能發(fā)揮作用。這個(gè)命令可以來(lái)自本質(zhì)上充當(dāng)“控制器”的各種來(lái)源。命令可以簡(jiǎn)單到人工根據(jù)期望的輸出扭矩手動(dòng)調(diào)節(jié)電位計(jì)，將 +/- 10 Vdc 信號(hào)應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)器，充當(dāng)控制器的作用。

典型的無(wú)刷直流伺服系統(tǒng)含有三種嵌入式環(huán)路及各種補(bǔ)償和過(guò)濾元件。內(nèi)部環(huán)路（電流環(huán)）受控于速度環(huán)，而速度環(huán)又受控于位置環(huán)。電流環(huán)始終位于驅(qū)動(dòng)器中，而速度和位置環(huán)則位于驅(qū)動(dòng)器或控制器中。電流環(huán)使用電機(jī)的電流傳感器來(lái)測(cè)量電機(jī)繞組中的電流，而速度環(huán)使用速度傳感器（通常是編碼器）來(lái)測(cè)量電機(jī)速度，后者還提供位置信息來(lái)關(guān)閉位置環(huán)。

作為基于微處理器的設(shè)備，運(yùn)動(dòng)控制器具有生成脈沖寬度調(diào)制 (PWM) 波形的復(fù)雜算法 伺服驅(qū)動(dòng)器內(nèi)的功率晶體管通過(guò)傳輸電流和電壓波形為電機(jī)供電。運(yùn)動(dòng)控制器通常會(huì)處理來(lái)自各種伺服回路的反饋信息?？刂破魇褂梅答佇畔?duì)電機(jī)進(jìn)行換向，按照微處理器的命令實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)運(yùn)行。本質(zhì)上，微處理器所提供的智能充當(dāng)控制器，而與電源設(shè)備相關(guān)的電子產(chǎn)品充當(dāng)驅(qū)動(dòng)器?；旧希刂破魇菍⑻囟顟?yīng)用于位置、速度或電流環(huán)的元件，而驅(qū)動(dòng)器負(fù)責(zé)根據(jù)控制器的命令向電機(jī)提供電壓和電流。

控制器通常是一種可編程設(shè)備，用于存儲(chǔ)和運(yùn)行程序員提供的代碼。編程采用各種語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，如 BASIC、C+/C++、VB和 IEC 61131-3 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的語(yǔ)言?？刂破髋溆写罅堪踩糜谠诮M件發(fā)生故障時(shí)防止過(guò)載或停止運(yùn)動(dòng)控制。另一方面，驅(qū)動(dòng)器往往專注于接收控制器的輸入命令，并負(fù)責(zé)功率晶體管的開(kāi)關(guān)。這使產(chǎn)生的電流和電壓能夠滿足命令要求的扭矩和速度。

隨著微處理器和新型開(kāi)關(guān)設(shè)備不斷得到改進(jìn)，控制器和驅(qū)動(dòng)器間的聯(lián)系正變得越來(lái)越緊密——這主要體現(xiàn)在所有電子產(chǎn)品都位于同一個(gè)控制柜的集中系統(tǒng)中。在分布式解決方案中，運(yùn)動(dòng)控制器位于機(jī)柜中，而驅(qū)動(dòng)器位于電機(jī)附近，然后通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制現(xiàn)場(chǎng)總線與集中運(yùn)動(dòng)控制器通信。

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審核編輯：劉清