本文介绍了一种用单片机控制伺服电机的方案。该方案已成功地应用于彩色计算机打印机中，可以实现对印刷过程的稳定控制，并精确地控制印刷位置。
伺服电机属于控制电机的一类，分为直流伺服电机和交流伺服电机，由于交流伺服电机具有体积小，重量轻，转矩输出大，惯性好，控制性能好等优点，因此被广泛应用于以自动控制系统和自动检测系统为执行元件，将控制电信号转换为轴的机械旋转。由于伺服电机的定位精度高，越来越多的现代位置控制系统采用了交流伺服电机作为位置控制系统的主要部分，本文的设计还用于打印机的位置控制系统。
该控制系统采用松下MSMA082A1C交流伺服电机，并通过单片机控制器实现对伺服电机的控制。伺服电机的控制方式主要包括位置控制和速度控制。 为了提高驱动喷嘴运行的平稳性，选择速度控制的控制方式来实现对伺服电机的控制，从而利用伺服电机系统的S形曲线控制模型达到理想的效果。控制效果。系统组成框图如图1所示，其中单片机控制器输出到伺服驱动器控制信号，然后根据需要通过伺服致动器的运动来伺服电机，同时，控制器接收根据电动机的旋转反馈脉冲信号的旋转，在伺服电动机的转子板上固定光电编码，以实现伺服电动机的喷嘴带动运行位置的检测和控制，形成闭环控制系统。为了实现对打印位置的精确控制，选择分辨率为2000p / r的光电编码盘作为位置感应单元，以转换s的旋转角度位置。 ervo电机将其转换为电脉冲信号，从而为单片机控制器提供对打印位置的跟踪控制
本系统选用了松下MINAS A系列全数字交流伺服驱动器MSDA083A1A（其主要性能指标为：电源电压为三相200V，自适应电机的额定功率为750W，编码器类型为3000p / r）。伺服驱动器连接器CN I / F（50引脚）信号用作外部控制信号的输入/输出，连接器CN SIG（20引脚）用作伺服电机编码器的连接线。
在轴承使用寿命结束时，电动机的振动和噪声将大大增加。 当轴承的径向游隙达到以下值时，应更换轴承。
拆下电动机，从转子的轴伸端或非伸端可以取出。如果不需要卸下风扇，则更方便地从非轴向延伸部分卸下转子。 当从定子中抽出转子时，应防止损坏定子绕组或绝缘。
更换绕组时必须记录原始绕组的形式，尺寸和匝数，线规，当这些数据丢失时，应向制造商询问，改变绕组的原始设计，往往会使电动机性能降低一到几倍，甚至无法使用。
1。 视差反馈360°高速伺服arduino
视差反馈360°高速伺服arduino被广泛用于各种控制系统中。 它们可以将输入电压信号转换为电机轴的机械输出，并拖动受控组件以达到控制目的。
伺服电动机有直流和交流，最早的伺服电动机是普通的直流电动机，在控制精度不高的情况下，使用普通的直流电动机作为伺服电动机。就结构而言，直流伺服电动机是一种低功率直流电动机。 它的激励通常由电枢和磁场控制，但通常由电枢控制。
步进电机
步进电机主要应用于数控机床制造领域。 由于步进电机不需要A / D转换并且可以直接将数字脉冲信号转换为角位移，因此被认为是nc机床最理想的执行元件。
除了在CNC机床中的应用外，步进电机还可以在其他机器中使用，例如自动送纸机中的电机，通用软盘驱动器中的电机，打印机和绘图仪。
3.伺服arduino
伺服arduino具有速度低，扭矩大的特点。一般在纺织工业中经常使用交流转矩电动机，其工作原理和结构与单相异步电动机相同。
4。 开关磁阻电动机
开关磁阻电机（SRM）是一种新型的调速电机，其结构简单，坚固，成本低，调速性能优良。
5无刷直流电动机
直流无刷电动机的机械特性和调节特性具有线性，调速范围大，寿命长，维修方便，噪音小，无电刷引起的一系列问题，因此这种电动机在控制系统中有很大的应用。
6。 直流电动机
直流电动机具有调速性能好，启动容易，可带负载启动的优点，因此直流电动机的应用范围仍然很广，尤其是晶闸管直流电源出现之后。
7。 异步电动机
异步电动机具有结构简单，制造，使用和维修方便，运行可靠，质量低，成本低的优点。感应电动机广泛用于驱动机床，水泵，鼓风机，压缩机，起重绞车设备，矿山机械，轻工机械，农副产品加工机械以及大多数工农业生产机械以及家用电器和医用器材。
它广泛用于家用电器，例如风扇，冰箱，空调和吸尘器。[3]
8。 同步电动机
同步电动机主要用于大型机械，例如鼓风机，水泵，球磨机，压缩机，轧机，以及小型和微型仪器或用作控制元件。其中三相同步电动机为主体。它也可以用作调谐器，将感应或电容无功功率传输到电网。
变频技术实际上是利用电动机控制理论，通过所谓的变频器，对电动机进行控制。用于这种控制的电动机称为变频电动机。
普通的变频电动机包括：三相异步电动机，直流无刷电动机，交流无刷电动机和开关磁阻电动机。
变频电机控制原理
通常，变频电动机的控制策略如下：基本速度下的恒定转矩控制，基本速度以上的恒定功率控制，超高速范围内的弱磁控制。
基本速度：因为电动机在运行时会产生反电动势，并且反电动势的大小通常与速度成正比。因此，当电动机以一定速度运行时，由于反向电动势的大小与施加电压的大小相同，因此此时的速度称为基本速度。
恒转矩控制：电动机处于基本速度，恒转矩控制。此时，电动机的反电动势E与电动机的速度成正比。而且电动机的输出功率与电动机的转矩和速度的乘积成正比，因此电动机的功率和速度成正比。
恒功率控制：当电动机超过基本速度时，通过调节励磁电流使电动机的反电动势基本保持恒定，从而提高电动机的速度。此时，电动机的输出功率基本恒定，但是电动机转矩和速度成反比降低。
弱磁控制：当电动机速度超过一定值时，励磁电流很小，基本无法调节。 此时，它进入弱磁控制阶段。
电机调速是各种工农业机械，办公及民生电气设备的基本技术之一。随着电力电子技术和微电子技术的飞速发展，采用“专用变频感应电动机+变频器”交流调速方式正以其卓越的性能和可替代传统的调速方式在调速领域发生变化。经济。它带给各行各业的福音在于：使机器的自动化程度和生产效率大大提高，节省能源，提高产品合格率和产品质量，电源系统容量相应地提高，设备小型化，增加舒适度，取代传统机器速度调节和直流速度调节程序，速度非常快。
由于变频电源的特殊性以及系统对高速或低速运行的需求以及转速的动态响应，提出了以电动机为动力主体的严格要求，带来了新的问题。电机的电磁，结构和绝缘。
变频电机的应用
变频调速已成为调速方案的主流，可广泛应用于各行各业的无级变速器。
特别是随着变频器在工业控制领域中的应用越来越广泛，变频电动机的使用也越来越广泛，可以说由于变频电动机在变频控制方面比普通电动机的优势，在这里变频使用我们不难看出变频电动机的图。
机床上传统的“旋转电机+滚珠丝杠”进给驱动方式，由于自身结构的局限性，很难在进给速度，加速度，快速定位精度等方面取得突破。为满足超高速切削，超精密加工对伺服进给系统的伺服性能提出了更高的要求。直线电机无需中间转换机构的任何传动装置，即可将电能直接转换为直线运动的机械能。它具有启动推力大，传递刚度高，动态响应快，定位精度高和行程长度不受限制的优点。在机床的进给系统中，直线电机直接驱动与原始旋转电机驱动之间的最大区别是取消了从电机到工作台（拖板）的机械传动环节，并缩短了进给传动链的长度机床的零传输，因此这种传输方式也称为“零传输”。正是由于这种“零驱动”模式，才带来了旋转电机原始驱动模式无法达到的性能指标和优势。
1。 高速响应
由于系统中直接省去了一些具有较大响应时间常数的机械传动部件（例如丝杠等），因此大大提高了整个闭环控制系统的动态响应性能，并且响应极为灵敏，快速。
2，精度，
线性驱动系统消除了传动间隙和由机械机构（例如丝杠）引起的误差，并减少了在插补运动过程中由传动系统的滞后引起的跟踪误差。通过线性位置检测的反馈控制，可以大大提高机床的定位精度。
3，由于“直接驱动”而具有很高的动态刚度，避免了中间传动链的起步，变化速度和方向由于弹性变形，摩擦磨损和反向间隙而引起的运动滞后现象，也提高了传动刚度。
4。 速度快，加减速过程短
由于线性电动机最早主要用于磁悬浮列车（最高500km / h），因此满足超高速的最大进给速度（最高60〜100M / min或更高）当然是没有问题的切割机床的进给驱动器。同样由于上述“零驱动”高速响应，加速和减速过程大大缩短了。为了实现瞬时高速的启动，高速运行可以瞬时准停止。可以获得很高的加速度，通常高达2〜10g（g = 9.8m / s2），而滚珠丝杠驱动器的最大加速度通常仅为0.1〜0.5g。
5。 行程长度不受导轨的限制，可以通过串联直线电机无限延长。
6。 运动安静，噪音低。由于消除了传动螺杆等部位的机械摩擦，并且导轨可以采用滚动导轨或磁性垫悬架导轨（无机械接触），运动时噪音会大大降低。
7。 高效率。由于没有中间传动链，消除了机械摩擦过程中的能量损失，大大提高了传动效率。
三相异步电动机的结构由定子，转子和其他附件组成。
（1）定子（固定部分）
1。 定子铁心
功能：放置定子绕组的电动机磁路的一部分。
结构：定子铁芯通常由0.35〜0.5毫米厚的硅钢板制成，表面上有绝缘层并叠置。 铁心的内部冲压具有均匀分布的槽，用于嵌入定子绕组。
定子铁心的槽类型如下：
半封闭槽：电动机的效率和功率因数较高，但绕组的嵌入和绝缘较困难。一般用于小型低压电动机。半开槽：可以嵌入到形成的绕组中。 通常用于大中型低压电动机。所谓的成型绕组，即，绕组可以在绝缘处理之后预先放置在凹槽中。
开口槽：用于嵌入成型绕组，绝缘方法方便，主要用于高压电动机。
2。 定子绕组
功能：它是电动机的电路部分，被馈入三相交流电并产生旋转磁场。
结构：它由三个相同的绕组连接，这些绕组以120°的电角隔开，每个绕组都按照一定的规则嵌入定子的每个槽中。
定子绕组的主要绝缘项目如下：（保证绕组的导电部分与铁心之间的可靠绝缘以及绕组本身之间的可靠绝缘）。
1）接地绝缘：定子绕组整体与定子铁芯之间的绝缘。
2）相绝缘：每个相的定子绕组之间的绝缘。
3）匝间绝缘：每相定子绕组的匝间绝缘。
电机接线盒中的接线：
电机接线盒有一块接线板，三相绕组线中的六排，上下左右排列，分别是1（U1），2（V1），3（ W1），从左至右堆放底部的三根电线，以排列6（W2），4（U2），5（V2）的编号，将三相绕组分成y连接或三角形连接。所有制造和维护都应根据该序列号进行安排。
3，站立
功能：固定定子铁心和前后盖以支撑转子，并起到保护和散热的作用。
结构：框架通常是铸铁，大型异步电动机框架通常焊接在钢板上，微型电动机的框架是铸铝。封闭式电动机的机架外部有散热肋，以增加散热面积，并且保护电动机的机架两端都有通风孔，因此，电动机内部和外部的空气可以直接对流，以利于散热。
（2）转子（旋转部分）
1。 三相异步电动机的转子铁芯：
功能：作为电动机磁路的一部分，并将转子绕组放入铁芯槽中。
结构：所用材料与定子相同，该定子由0.5毫米厚的硅钢板冲压和覆盖而成。 硅钢板在外部圆冲孔中具有均匀分布的孔，用于放置转子绕组。定子铁芯通常用于向后冲压硅钢内圈以制成转子铁芯。通常，小型异步电动机的转子铁芯直接安装在旋转轴上，而大型或中型异步电动机的转子铁芯（转子的直径大于300〜400mm）被压在旋转轴上在转子支架的帮助下。
2。 三相异步电动机的转子绕组
功能：切断定子旋转磁场会产生感应电动势和电流，并形成电磁转矩使电动机旋转。
结构：分为鼠笼转子和绕组转子。
1）鼠笼式转子：转子绕组由插入转子槽中的多个导杆和两个圆形端环组成。如果拆下转子铁心，整个绕组的外观就像一个松鼠笼，所以称为笼绕组。小型笼式电动机由铸铝转子绕组制成，100KW上的电动机焊接有铜带和铜端环。
2）绕组转子：绕组转子的绕组类似于定子绕组。 它也是对称的三相绕组，通常连接成星形。 三根引出线连接到旋转轴的三个集电环，然后通过电刷连接到外部电路。
特点：结构较为复杂，因此绕组电动机不如鼠笼电动机广泛使用。但通过集电环和电刷在转子绕组中的绕线串附加电阻等来改善异步电动机的启动，制动性能和调速性能，因此在一定范围内要求平稳的调速设备，如起重机，电梯，空气压缩机等。
