伺服电机调试有哪些陷阱及窍门？低压直流伺服电机调速方法介绍！
伺服电机(servomotor)是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。
伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。
伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可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。
今天与大家分享的就是伺服电机的调试方法和注意事项。
伺服电机的调试方法
1、初始化参数
在接线之前，先初始化参数。
在控制卡上：选好控制方式;将PID参数清零;让控制卡上电时默认使能信号关闭;将此状态保存，确保控制卡再次上电时即为此状态。
在伺服电机上：设置控制方式;设置使能由外部控制;编码器信号输出的齿轮比;设置控制信号与电机转速的比例关系。
一般来说，建议使伺服工作中的最大设计转速对应9V的控制电压。
2、接线
将控制卡断电，连接控制卡与伺服之间的信号线。
以下的线是必须要接的：控制卡的模拟量输出线、使能信号线、伺服输出的编码器信号线。复查接线没有错误后，伺服电机和控制卡(以及PC)上电。
此时电机应该不动，而且可以用外力轻松转动，如果不是这样，检查使能信号的设置与接线。
用外力转动电机，检查控制卡是否可以正确检测到电机位置的变化，否则检查编码器信号的接线和设置。
3、试方向
对于一个闭环控制系统，如果反馈信号的方向不正确，后果肯定是灾难性的。
通过控制卡打开伺服的使能信号。这是伺服应该以一个较低的速度转动，这就是传说中的“零漂”。
一般控制卡上都会有抑制零漂的指令或参数。使用这个指令或参数，看电机的转速和方向是否可以通过这个指令(参数)控制。
如果不能控制，检查模拟量接线及控制方式的参数设置。确认给出正数，电机正转，编码器计数增加;给出负数，电机反转转，编码器计数减小。
如果电机带有负载，行程有限，不要采用这种方式。测试不要给过大的电压，建议在1V以下。
如果方向不一致，可以修改控制卡或电机上的参数，使其一致。
4、抑制零漂
在闭环控制过程中，零漂的存在会对控制效果有一定的影响，最好将其抑制住。
使用控制卡或伺服上抑制零飘的参数，仔细调整，使电机的转速趋近于零。
由于零漂本身也有一定的随机性，所以，不必要求电机转速绝对为零。
5、建立闭环控制
再次通过控制卡将伺服使能信号放开，在控制卡上输入一个较小的比例增益，至于多大算较小，这只能凭感觉了，如果实在不放心，就输入控制卡能允许的最小值。将控制卡和伺服的使能信号打开。这时，电机应该已经能够按照运动指令大致做出动作了。
6、调整闭环参数
细调控制参数，确保电机按照控制卡的指令运动，这是必须要做的工作，而这部分工作，更多的是经验，这里只能从略了。
伺服电机的注意事项
1、伺服电机油和水的保护
A：伺服电机可以用在会受水或油滴侵袭的场所，但是它不是全防水或防油的。因此，伺服电机不应当放置或使用在水中或油侵的环境中。
B：如果伺服电机连接到一个减速齿轮，使用伺服电机时应当加油封，以防止减速齿轮的油进入伺服电机。
C：伺服电机的电缆不要浸没在油或水中。
2、伺服电机电缆→减轻应力
A：确保电缆不因外部弯曲力或自身重量而受到力矩或垂直负荷，尤其是在电缆出口处或连接处。
B：在伺服电机移动的情况下，应把电缆(就是随电机配置的那根)牢固地固定到一个静止的部分(相对电机)，并且应当用一个装在电缆支座里的附加电缆来延长它，这样弯曲应力可以减到最小。
C：电缆的弯头半径做到尽可能大。
3、伺服电机允许的轴端负载
A：确保在安装和运转时加到伺服电机轴上的径向和轴向负载控制在每种型号的规定值以内。
B：在安装一个刚性联轴器时要格外小心，特别是过度的弯曲负载可能导致轴端和轴承的损坏或磨损。
C：最好用柔性联轴器，以便使径向负载低于允许值，此物是专为高机械强度的伺服电机设计的。
D：关于允许轴负载，请参阅“允许的轴负荷表”(使用说明书)。
4、伺服电机安装注意
A：在安装/拆卸耦合部件到伺服电机轴端时，不要用锤子直接敲打轴端。(锤子直接敲打轴端，伺服电机轴另一端的编码器要被敲坏)
B：竭力使轴端对齐到最佳状态(对不好可能导致振动或轴承损坏)。
直流伺服电机可应用在是火花机、机械手、精确的机器等。可同时配置2500P/R高分析度的标准编码器及测速器，更能加配减速箱、令机械设备带来可靠的准确性及高扭力。
调速性好，单位重量和体积下，输出功率最高，大于交流电机，更远远超过步进电机。多级结构的力矩波动小。
低压直流伺服电机的调速方法
低压直流伺服电机调速，往往说的是他励有刷直流电机调速，根据直流电机的转速方程，转速n=(电枢电压U-电压电流Ia*内阻Ra)÷（常数Ce*气隙磁通Φ），因为电枢的内阻Ra非常小，所以电压电流Ia*内阻Ra≈0，这样转速n=(电枢电压U)÷（常数Ce*气隙磁通Φ），只要在气隙磁通Φ恒定下调整电枢电压U，就可以调整直流电机的转速n； 或者在电枢电压U恒定下调整气隙磁通Φ，同样可以调整电机的转速n，前者叫恒转矩调速，后者称之为恒功率调速。
低压直流伺服电机恒转矩调速方式
恒转矩模式下，要先保持气隙磁通Φ恒定，直流电机的定子和转子磁场是正交状态的，互相没有影响。要保持Φ恒定，只要保证励磁线圈的电流稳定在一个值就可以了。理论上给一个恒流源来控制励磁线圈的电流是比较完美的，但是因为电流源不好找，而一般给励磁线圈施加一个稳定的电压值，也可以近似让励磁电流稳定，进而让气隙磁通Φ恒定。如果是永磁直流伺服电机，用永磁铁来替代了励磁线圈，磁通是永久恒定的，所以不用操这个心了。
简单的调整电压，并不能满足负载波动比较厉害的场合，所以引进了串级调速系统，通过检测电机的电流和转速，分别弄出电流环内环和速度环外环了，使用PID算法，有效的满足了负载波动状况下的调速，让直流电机的调速工作特性非常“硬”，也就是最大转矩不会受到转速的波动而变化，实现了真正的恒扭矩输出。这种调速方式，一直是交流调速系统的模仿对方，比如变频器矢量控制，就是模仿这种方式而实现的。如果只用电流环内环，还可以直接控制电机输出一定的扭矩，满足不同的拉伸和卷曲等控制要求。
电枢电压控制，在晶闸管和IGBT这些没有被发明前，控制起来也不是容易的事情了，毕竟功率比较大，早期是通过一台发电机直流发电来控制的，通过调整发电机的磁通就可以控制发电机的输出电压，进而调整了电枢电压大小的。
在晶闸管可控硅被发明出来以后，通过给可控硅施加交流输入电压，利用移相触发技术控制可控硅的导通角，就可以把交流电整流成一定脉动的直流电，因为直流电机是大感性负载，脉动直流电会被大电感缓冲稳定下来。这个直流电的电压是可以调整的，和可控硅的导通角成一定的比例关系。这种调速技术是非常成熟可靠的，在上个世纪中后期得到了广泛的工业应用。
另外场效应管和IGBT之类的器件出现以后，低压直流伺服电机调速还可以做得更加精密了，可以利用PWM斩波技术，让输出的直流电压非常稳定，这样直流电机的转速波动非常小，如果让电机的转子变长点，转动惯量变小了，外加了位置环进去，还可以实现精确的定位控制，这个就是所谓的直流伺服系统了。
低压直流伺服电机恒功率调速方式
就是所谓的弱磁调速，这种调速方式，本质是恒转矩调速方式的一种补充，主要是有些场合，需要比较宽的调速范围，比如有些龙门床，需要电机加工时候进刀非常慢，扭矩要很高；而退回来时候扭矩很轻看是要跑非常快，这时候进刀时候用恒转矩调速模式，而退回来时候用弱磁调速方式，这时候电机的最大功率是不变的。
也有些电动车，低速上坡时候要跑很慢，需要很大扭力，而平路阻力小又想跑非常快，这时候也需要用到恒功率调速，类似于机械变档或者调减速比的方式来调速。一般弱磁调速，是不适合于永磁电机的，因此磁通Φ无法单独控制。
要弱磁，就是直接减少气隙磁通Φ的大小，这时候可以降低励磁线圈的电流，一般也会在励磁线圈使用可控硅或者场效应管这些来做一个PI调整回来输出一个电流源来实现。弱磁调速的时候，电机转速越高，电机输出的最大扭矩会越小，这个是需要注意的，而且一般也不会无限制的减小下去，大概能控制在额定励磁电流的90%左右。
