伺服电机

引言

在工业自动化选型会议上，当我们提出采用价格高出普通电机五倍的伺服电机方案时，会议室里常常会弥漫着一种微妙的气氛。老板娘的目光扫过预算报表，眉头微微蹙起：“为什么选这么贵的？”

这看似简单的价格质疑背后，往往隐藏着更深层的疑虑：是工程师们不切实际地追求“高大上”？是供应商在忽悠我们？还是这笔投入真能带来看得见的回报？ 当企业决策者发出这样的疑问，其核心关注点其实直指投资的价值回报本质——这笔多花的钱，能否在残酷的市场竞争中转化为更强的盈利能力？

1 从理论出发：为什么伺服电机更值得投资

以下都是废话，老板娘可能并不关心。

首先明确电机的应用场景，然后通过对比伺服电机的优势与普通电机的不足，从理论层面向老板娘阐明伺服电机的优势，力求说服她。

伺服电机优势：

• 伺服电机精度可达±0.001%甚至更高。

• 伺服电机从指令发出到达到目标转速/位置的时间以毫秒计，启停瞬间完成。

施耐德电气近日发布全新一代机器运动控制“黄金四件套”整体解决方案的第三款产品：Lexium 18ME系列伺服驱动器和BEH18系列伺服电机。作为Lexium 18M伺服驱动系列的成员之一，Lexium 18ME支持EtherCAT通信协议，同系列产品还包括支持脉冲控制的Lexium 18MP伺服驱动系统。

引言

随着自动化技术的不断发展，伺服电机作为现代工业中不可或缺的核心组成部分，其在运动控制系统中的应用日益广泛。无论是数控机床、机器人、自动化生产线，还是精密测量设备，伺服电机都扮演着至关重要的角色。伺服电机的控制不仅仅是对机械运动的指令发出，更是对系统精度、稳定性、安全性和效率的全方位考量。

在这一过程中，PLC（可编程逻辑控制器）作为核心控制平台，承载了伺服电机精确控制的任务。从位置控制到速度控制，再到扭矩限制，PLC 工程师需要深刻理解伺服系统的工作原理，掌握位置环、速度曲线和扭矩限制等关键因素，以确保伺服电机在各类应用中的高效与安全。

本文将基于伺服电机的实际应用，深入探讨 PLC 编程中如何实现精确控制，重点分析位置环的调节哲学、速度曲线的优化设计以及扭矩限制的安全策略。通过这些关键技术点的解析，我们将揭示伺服电机控制背后的复杂原理和工程实践。

1 伺服电机的控制基础

1.1 伺服电机的工作原理

2025年中国运动控制市场格局正经历着前所未有的变革。随着“中国制造2025”战略的深入实施，以及国家对高新技术产业的大力扶持，国产工业自动化核心零部件PLC、伺服电机、低压变频器三大件的市占率显著提升，其中，伺服电机的国产化率尤为突出，达到了51%，国产自动化龙头企业汇川技术可谓是笑傲江湖，雄霸天下，颇有秦王扫六合，虎视何雄哉！挥剑决浮云，诸侯尽西来之势。伺服电机市场的角逐已从春秋混战走向战国争霸，未来运动控制市场的竞争必然是品牌化、平台化、方案化、细分战略化。

 在2024年的中国工业自动化领域，核心零部件的市场格局正经历着前所未有的变革。随着“中国制造2025”战略的深入实施，以及国家对高新技术产业的大力扶持，国产工业自动化核心零部件PLC、伺服电机、低压变频器三大件的市占率显著提升，标志着我国在这一领域的自主创新能力与市场竞争力迈上了新的台阶。其中，伺服电机的国产化率尤为突出，达到了51%，而PLC与低压变频器的市占率则分别为21%和45%。其中，国产自动化龙头企业汇川技术以其全场景、全要素、全方位的优势可谓是笑傲江湖，问苍茫大地，谁主沉浮？

引言

伺服电机是一种能够精确控制位置、速度和扭矩的电动机，广泛应用于工业自动化领域。与标准感应电机相比，伺服电机在控制精度和准确度方面具有显著优势，因此它在要求高性能的系统中扮演着重要角色。标准感应电机通常无法实现点对点精度，而伺服电机通过采用闭环控制技术，能够实现高度精确的运动控制。

在伺服电机系统中，驱动器需要通过实时反馈的编码器信号来进行控制，以调节PID控制器，减少期望输出与实际输出之间的误差。这个误差会通过伺服驱动电路不断修正，从而保证系统的稳定性和精确性。

本文将重点介绍伺服电机的三种常见控制模式——扭矩模式、速度模式和位置模式。我们将分别探讨这三种模式的工作原理，以及它们在不同应用场景中的具体作用和优势。

1  扭矩模式