《電子技術應用》
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伺服電機如何在工業(yè)上應用

2018-08-08

自從德國在1978年漢諾威貿(mào)易博覽會上正式推出MAC永磁交流伺服電動機和驅動系統(tǒng),,這標志著此種新一代交流伺服技術已進入實用化階段,。到20世紀80年代中后期,各公司都已有完整的系列產(chǎn)品。整個伺服裝置市場都轉向了交流系統(tǒng),。

早期的模擬系統(tǒng)在諸如零漂,、抗干擾、可靠性,、精度和柔性等方面存在不足,,尚不能完全滿足運動控制的要求,近年來隨著微處理器,、新型數(shù)字信號處理器(DSP)的應用,,出現(xiàn)了數(shù)字控制系統(tǒng),控制部分可完全由軟件進行,,分別稱為直流伺服系統(tǒng),、三相永磁交流伺服系統(tǒng)。

什么是伺服電機,?

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伺服電機(servo motor )是指在伺服系統(tǒng)中控制機械元件運轉的發(fā)動機,,是一種補助馬達間接變速裝置。伺服電機可使控制速度,,位置精度非常準確,,可以將電壓信號轉化為轉矩和轉速以驅動控制對象。伺服電機轉子轉速受輸入信號控制,,并能快速反應,,在自動控制系統(tǒng)中,用作執(zhí)行元件,,且具有機電時間常數(shù)小、線性度高,、始動電壓等特性,,可把所收到的電信號轉換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動機兩大類,,其主要特點是,,當信號電壓為零時無自轉現(xiàn)象,轉速隨著轉矩的增加而勻速下降,。

伺服電機工作原理及應用

1,、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(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1個脈沖對應的角度,,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一個角度,都會發(fā)出對應數(shù)量的脈沖,,這樣,,和伺服電機接受的脈沖形成了呼應,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動,從而實現(xiàn)精確的定位,,可以達到0.001mm,。

直流伺服電機分為有刷和無刷電機。有刷電機成本低,,結構簡單,,啟動轉矩大,調(diào)速范圍寬,,控制容易,,需要維護,但維護不方便(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)和民用場合,。

無刷電機體積小,重量輕,,出力大,,響應快,速度高,,慣量小,,轉動平滑,力矩穩(wěn)定,??刂茝碗s,容易實現(xiàn)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,長壽命,,可用于各種環(huán)境,。

2、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,它的功率范圍大,,可以做到很大的功率,。大慣量,最高轉動速度低,,且隨著功率增大而快速降低,。因而適合做低速平穩(wěn)運行的應用。

3,、伺服電機內(nèi)部的轉子是永磁鐵,,驅動器控制的U/V/W三相電形成電磁場,轉子在此磁場的作用下轉動,,同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅動器,,驅動器根據(jù)反饋值與目標值進行比較,調(diào)整轉子轉動的角度,。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功能上的區(qū)別:交流伺服要好一些,因為是正弦波控制,,轉矩脈動小,。直流伺服是梯形波。但直流伺服比較簡單,,便宜,。

直流伺服電機可應用在是火花機、機械手,、精確的機器等,。可同時配置2500P/R高分析度的標準編碼器及測速器,,更能加配減速箱,、令機械設備帶來可靠的準確性及高扭力。 調(diào)速性好,,單位重量和體積下,,輸出功率最高,,大于交流電機,更遠遠超過步進電機,。多級結構的力矩波動小,。


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