作者: 深圳市日弘忠信實業(yè)有限責(zé)任公司發(fā)表時間:2023-08-04 16:06:12瀏覽量:258【小中大】
松下伺服電機代理—日弘忠信今天給大家講講什么是“伺服”?交流伺服電機和無刷直流伺服電機的區(qū)別。
什么是“伺服”?
“伺服”一詞源于希臘語“奴隸”的意思?!八欧姍C”可以理解為絕對服從控制信號指揮的電機:在控制信號發(fā)出之前,轉(zhuǎn)子靜止不動;當(dāng)控制信號發(fā)出時,轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動;當(dāng)控制信號消失時,轉(zhuǎn)子能即時停轉(zhuǎn)。 伺服電機是自動控制裝置中被用作執(zhí)行元件的微特電機,其功能是將電信號轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)軸的角位移或角速度。伺服電動機又稱執(zhí)行電動機,在自動控制系統(tǒng)中用作執(zhí)行元件,把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。
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)的任意變化的自動控制系統(tǒng)。伺服主要靠脈沖來定位,基本上可以這樣理解,伺服電機接收到1個脈沖,就會旋轉(zhuǎn)1個脈沖對應(yīng)的角度,從而實現(xiàn)位移。 因為,伺服電機本身具備發(fā)出脈沖的功能,所以伺服電機每旋轉(zhuǎn)一個角度,都會發(fā)出對應(yīng)數(shù)量的脈沖,這樣,和伺服電機接受的脈沖形成了呼應(yīng),或者叫閉環(huán),如此一來,系統(tǒng)就會知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機,同時又收了多少脈沖回來,這樣,就能夠很精確的控制電機的轉(zhuǎn)動,從而實現(xiàn)精確的定位,可以達到0.001mm。
伺服電機的分類
伺服電機分為交流伺服和直流伺服兩大類。
1、交流伺服電機 >>
交流伺服電機的基本構(gòu)造與交流感應(yīng)電動機(異步電機)相似。在定子上有兩個相空間位移90°電角度的勵磁繞組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,達到控制電機運行的目的。交流伺服電機具有運行穩(wěn)定、可控性好、響應(yīng)快速、靈敏度高以及機械特性和調(diào)節(jié)特性的非線性度指標(biāo)嚴格(要求分別小于10%~15%和小于15%~25%)等特點。
交流伺服電機的優(yōu)缺點
【優(yōu)點】:速度控制特性良好,在整個速度區(qū)內(nèi)可實現(xiàn)平滑控制,幾乎無振蕩,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),額定運行區(qū)域內(nèi),可實現(xiàn)恒力矩,慣量低,低噪音,無電刷磨損,免維護(適用于無塵、易爆環(huán)境)。
【缺點】:電刷換向,速度限控制較復(fù)雜,驅(qū)動器參數(shù)需要現(xiàn)場調(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(無塵易爆環(huán)境不宜)。
2、直流伺服電機
直流伺服電機基本構(gòu)造與一般直流電動機相似。電機轉(zhuǎn)速n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j,式中E為電樞反電動勢,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φ,均可控制直流伺服電動機的轉(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機中,勵磁繞組被永久磁鐵所取代,磁通φ恒定。直流伺服電動機具有良好的線性調(diào)節(jié)特性及快速的時間響應(yīng)。
直流伺服電機的優(yōu)缺點
【優(yōu)點】:速度控制精確,轉(zhuǎn)矩速度特性很硬,控制原理簡單,使用方便,價格便宜。
【缺點】:電刷換向,速度限制,附加阻力,產(chǎn)生磨損微粒(無塵易爆環(huán)境不宜)。
直流伺服電機分為有刷和無刷電機。
有刷電機成本低,結(jié)構(gòu)簡單,啟動轉(zhuǎn)矩大,調(diào)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,對使用環(huán)境有要求,通常用于對成本敏感的普通工業(yè)和民用場合。 無刷電機體積小重量輕,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,電機免維護,高效節(jié)能,電磁輻射小,溫升低壽命長,適用于各種環(huán)境。 交流伺服電機也是無刷電機,分為同步和異步電機,目前運動控制中一般都用同步電機,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)運行場合 伺服電機內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵,驅(qū)動器控制U/V/W三相電形成電磁場,轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動,同時電機自帶的編碼器將反饋信號傳給驅(qū)動器,對反饋值與目標(biāo)值進行比較,從而調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度,伺服電機的精度決定于編碼器的精度(線數(shù))。
交流伺服電機和無刷直流伺服電機在性能上有什么區(qū)別?
交流伺服電機的性能要好一些,因為交流伺服是正弦波控制,轉(zhuǎn)矩脈動小;而無刷直流伺服是梯形波控制。但無刷直流伺服實現(xiàn)控制比較簡單,便宜。 永磁交流伺服驅(qū)動技術(shù)的迅猛發(fā)展使直流伺服系統(tǒng)面臨被淘汰的危機[/p][p=30,2,left]20世紀80年代以來,隨著集成電路、電力電子技術(shù)和交流可變速驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展,永磁交流伺服驅(qū)動技術(shù)有了突出的發(fā)展,各國著名電氣廠商相繼不斷推出新的交流伺服電機和伺服驅(qū)動器系列產(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。
永磁交流伺服電動機同直流伺服電動機比較,主要優(yōu)點有:
⑴無電刷和換向器,運行更可靠,免維護。
?、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。
?、雀咚俅罅毓ぷ鳡顟B(tài)好。
?、上嗤β氏麦w積小重量輕。
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