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松下伺服電機(jī)

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什么是“伺服”?交流伺服電機(jī)和無(wú)刷直流伺服電機(jī)的區(qū)別

作者: 深圳市日弘忠信實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司發(fā)表時(shí)間:2023-08-04 16:06:12瀏覽量:259

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文本標(biāo)簽:伺服電機(jī)

  松下伺服電機(jī)代理—日弘忠信今天給大家講講什么是“伺服”?交流伺服電機(jī)和無(wú)刷直流伺服電機(jī)的區(qū)別。

  什么是“伺服”?

  “伺服”一詞源于希臘語(yǔ)“奴隸”的意思?!八欧姍C(jī)”可以理解為絕對(duì)服從控制信號(hào)指揮的電機(jī):在控制信號(hào)發(fā)出之前,轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng);當(dāng)控制信號(hào)發(fā)出時(shí),轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動(dòng);當(dāng)控制信號(hào)消失時(shí),轉(zhuǎn)子能即時(shí)停轉(zhuǎn)。 伺服電機(jī)是自動(dòng)控制裝置中被用作執(zhí)行元件的微特電機(jī),其功能是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)軸的角位移或角速度。伺服電動(dòng)機(jī)又稱執(zhí)行電動(dòng)機(jī),在自動(dòng)控制系統(tǒng)中用作執(zhí)行元件,把所收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。

伺服電機(jī)

  2、伺服系統(tǒng)工作原理

  伺服系統(tǒng)(servo mechanism)是使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(biāo)(或給定值)的任意變化的自動(dòng)控制系統(tǒng)。伺服主要靠脈沖來(lái)定位,基本上可以這樣理解,伺服電機(jī)接收到1個(gè)脈沖,就會(huì)旋轉(zhuǎn)1個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的角度,從而實(shí)現(xiàn)位移。 因?yàn)?,伺服電機(jī)本身具備發(fā)出脈沖的功能,所以伺服電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度,都會(huì)發(fā)出對(duì)應(yīng)數(shù)量的脈沖,這樣,和伺服電機(jī)接受的脈沖形成了呼應(yīng),或者叫閉環(huán),如此一來(lái),系統(tǒng)就會(huì)知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機(jī),同時(shí)又收了多少脈沖回來(lái),這樣,就能夠很精確的控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)精確的定位,可以達(dá)到0.001mm。

  伺服電機(jī)的分類

  伺服電機(jī)分為交流伺服和直流伺服兩大類。

  1、交流伺服電機(jī) >>

  交流伺服電機(jī)的基本構(gòu)造與交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(異步電機(jī))相似。在定子上有兩個(gè)相空間位移90°電角度的勵(lì)磁繞組Wf和控制繞組WcoWf,接恒定交流電壓,利用施加到Wc上的交流電壓或相位的變化,達(dá)到控制電機(jī)運(yùn)行的目的。交流伺服電機(jī)具有運(yùn)行穩(wěn)定、可控性好、響應(yīng)快速、靈敏度高以及機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性的非線性度指標(biāo)嚴(yán)格(要求分別小于10%~15%和小于15%~25%)等特點(diǎn)。

  交流伺服電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)

  【優(yōu)點(diǎn)】:速度控制特性良好,在整個(gè)速度區(qū)內(nèi)可實(shí)現(xiàn)平滑控制,幾乎無(wú)振蕩,90%以上的高效率,發(fā)熱少,高速控制,高精確度位置控制(取決于編碼器精度),額定運(yùn)行區(qū)域內(nèi),可實(shí)現(xiàn)恒力矩,慣量低,低噪音,無(wú)電刷磨損,免維護(hù)(適用于無(wú)塵、易爆環(huán)境)。

  【缺點(diǎn)】:電刷換向,速度限控制較復(fù)雜,驅(qū)動(dòng)器參數(shù)需要現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整PID參數(shù)確定,需要更多的連線。制,附加阻力,產(chǎn)生磨損微粒(無(wú)塵易爆環(huán)境不宜)。

  2、直流伺服電機(jī)

  直流伺服電機(jī)基本構(gòu)造與一般直流電動(dòng)機(jī)相似。電機(jī)轉(zhuǎn)速n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j,式中E為電樞反電動(dòng)勢(shì),K為常數(shù),j為每極磁通,Ua、Ia為電樞電壓和電樞電流,Ra為電樞電阻,改變Ua或改變?chǔ)?,均可控制直流伺服電?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,但一般采用控制電樞電壓的方法,在永磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)中,勵(lì)磁繞組被永久磁鐵所取代,磁通φ恒定。直流伺服電動(dòng)機(jī)具有良好的線性調(diào)節(jié)特性及快速的時(shí)間響應(yīng)。

  直流伺服電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)

  【優(yōu)點(diǎn)】:速度控制精確,轉(zhuǎn)矩速度特性很硬,控制原理簡(jiǎn)單,使用方便,價(jià)格便宜。

  【缺點(diǎn)】:電刷換向,速度限制,附加阻力,產(chǎn)生磨損微粒(無(wú)塵易爆環(huán)境不宜)。

  直流伺服電機(jī)分為有刷和無(wú)刷電機(jī)。

  有刷電機(jī)成本低,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,調(diào)速范圍寬,控制容易,需要維護(hù),但維護(hù)方便(換碳刷),產(chǎn)生電磁干擾,對(duì)使用環(huán)境有要求,通常用于對(duì)成本敏感的普通工業(yè)和民用場(chǎng)合。 無(wú)刷電機(jī)體積小重量輕,出力大響應(yīng)快,速度高慣量小,力矩穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)平滑,控制復(fù)雜,智能化,電子換相方式靈活,可以方波或正弦波換相,電機(jī)免維護(hù),高效節(jié)能,電磁輻射小,溫升低壽命長(zhǎng),適用于各種環(huán)境。 交流伺服電機(jī)也是無(wú)刷電機(jī),分為同步和異步電機(jī),目前運(yùn)動(dòng)控制中一般都用同步電機(jī),其功率范圍大,功率可以做到很大,大慣量,最高轉(zhuǎn)速低,轉(zhuǎn)速隨功率增大而勻速下降,適用于低速平穩(wěn)運(yùn)行場(chǎng)合 伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵,驅(qū)動(dòng)器控制U/V/W三相電形成電磁場(chǎng),轉(zhuǎn)子在此磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器將反饋信號(hào)傳給驅(qū)動(dòng)器,對(duì)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較,從而調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度,伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度(線數(shù))。

  交流伺服電機(jī)和無(wú)刷直流伺服電機(jī)在性能上有什么區(qū)別?

  交流伺服電機(jī)的性能要好一些,因?yàn)榻涣魉欧钦也刂?,轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小;而無(wú)刷直流伺服是梯形波控制。但無(wú)刷直流伺服實(shí)現(xiàn)控制比較簡(jiǎn)單,便宜。 永磁交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)的迅猛發(fā)展使直流伺服系統(tǒng)面臨被淘汰的危機(jī)[/p][p=30,2,left]20世紀(jì)80年代以來(lái),隨著集成電路、電力電子技術(shù)和交流可變速驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展,永磁交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)有了突出的發(fā)展,各國(guó)著名電氣廠商相繼不斷推出新的交流伺服電機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)器系列產(chǎn)品。交流伺服系統(tǒng)已成為當(dāng)代高性能伺服系統(tǒng)的主要發(fā)展方向,使直流伺服系統(tǒng)面臨被淘汰的危機(jī)。

  永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)同直流伺服電動(dòng)機(jī)比較,主要優(yōu)點(diǎn)有:

 ?、艧o(wú)電刷和換向器,運(yùn)行更可靠,免維護(hù)。

 ?、贫ㄗ永@組發(fā)熱大大減少。

 ?、菓T量小,系統(tǒng)快速響應(yīng)性好。

  ⑷高速大力矩工作狀態(tài)好。

 ?、上嗤β氏麦w積小重量輕。

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