什么是伺服電機
伺服電機:是在伺服系統中控制機械元件運轉的發(fā)動(dòng)機,是一種補助馬達間接變速裝置。伺服電機是可以連續旋轉的電-機械轉換器。作為液壓閥控制器的伺服電機,屬于功率很小的微特電機,以永磁式直流伺服電機和并激式直流伺服電機最為常用。
伺服電機的作用:伺服電機可使控制速度,位置精度非常準確。
伺服電機的分類(lèi):直流伺服電機和交流伺服電機。
直流伺服電機的輸出轉速與輸入電壓成正比,并能實(shí)現正反向速度控制。具有起動(dòng)轉矩大,調速范圍寬,機械特性和調節特性的線(xiàn)性度好,控制方便等優(yōu)點(diǎn),但換向電刷的磨損和易產(chǎn)生火花會(huì )影響其使用壽命。近年來(lái)出現的無(wú)刷直流伺服電機避免了電刷摩擦和換向干擾,因此靈敏度高,死區小,噪聲低,壽命長(cháng),對周?chē)娮釉O備干擾小。
直流伺服電機的輸出轉速/輸入電壓的傳遞函數可近似視為一階遲后環(huán)節,其機電時(shí)間常數一般大約在十幾毫秒到幾十毫秒之間。而某些低慣量直流伺服電機(如空心杯轉子型、印刷繞組型、無(wú)槽型)的時(shí)間常數僅為幾毫秒到二十毫秒。
小功率規格的直流伺服電機的額定轉速在3000r/min以上,甚至大于10000r/min。因此作為液壓閥的控制器需配用高速比的減速器。而直流力矩伺服電機(即低速直流伺服電機)可在幾十轉/分的低速下,甚至在長(cháng)期堵轉的條件下工作,故可直接驅動(dòng)被控件而不需減速
直流伺服電機分為有刷和無(wú)刷電機。
有刷電機成本低,結構簡(jiǎn)單,啟動(dòng)轉矩大,調速范圍寬,控制容易,需要維護,但維護方便(換碳刷),產(chǎn)生電磁干擾,對環(huán)境有要求。因此它可以用于對成本敏感的普通工業(yè)和民用場(chǎng)合。
無(wú)刷電機體積小,重量輕,出力大,響應快,速度高,慣量小,轉動(dòng)平滑,力矩穩定??刂茝碗s,容易實(shí)現智能化,其電子換相方式靈活,可以方波換相或正弦波換相。電機免維護,效率很高,運行溫度低,電磁輻射很小,長(cháng)壽命,可用于各種環(huán)境。
交流伺服電機也是無(wú)刷電機,分為同步和異步電機,目前運動(dòng)控制中一般都用同步電機,它的功率范圍大,可以做到很大的功率。大慣量,最高轉動(dòng)速度低,且隨著(zhù)功率增大而快速降低。因而適合做低速平穩運行的應用。
交流伺服電機的工作原理
伺服電機內部的轉子是永磁鐵,驅動(dòng)器控制的U/V/W三相電形成電磁場(chǎng),轉子在此磁場(chǎng)的作用下轉動(dòng),同時(shí)電機自帶的編碼器反饋信號給驅動(dòng)器,驅動(dòng)器根據反饋值與目標值進(jìn)行比較,調整轉子轉動(dòng)的角度。伺服電機的精度決定于編碼器的精度(線(xiàn)數)。
交流伺服電機和無(wú)刷直流伺服電機在功能上有什么區別?
交流伺服要好一些,因為是正弦波控制,轉矩脈動(dòng)小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比較簡(jiǎn)單,便宜。
永磁交流伺服電動(dòng)機
20世紀80年代以來(lái),隨著(zhù)集成電路、電力電子技術(shù)和交流可變速驅動(dòng)技術(shù)的發(fā)展,永磁交流伺服驅動(dòng)技術(shù)有了突出的發(fā)展,各國著(zhù)名電氣廠(chǎng)商相繼推出各自的交流伺服電動(dòng)機和伺服驅動(dòng)器系列產(chǎn)品并不斷完善和更新。交流伺服系統已成為當代高性能伺服系統的主要發(fā)展方向,使原來(lái)的直流伺服面臨被淘汰的危機。90年代以后,世界各國已經(jīng)商品化了的交流伺服系統是采用全數字控制的正弦波電動(dòng)機伺服驅動(dòng)。交流伺服驅動(dòng)裝置在傳動(dòng)領(lǐng)域的發(fā)展日新月異。永磁交流伺服電動(dòng)機同直流伺服電動(dòng)機比較,主要優(yōu)點(diǎn)有:
⑴無(wú)電刷和換向器,因此工作可靠,對維護和保養要求低。
⑵定子繞組散熱比較方便。
⑶慣量小,易于提高系統的快速性。
⑷適應于高速大力矩工作狀態(tài)。
⑸同功率下有較小的體積和重量。
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