華科星帶你深入了解伺服電機工作原理!

伺服電機工作原理
杯形轉子交流伺服電機由外定子,杯形轉子和內定子三部分組成。它的外定子和籠型轉子交流伺服電機相同,轉子則由非磁性導電材料(如銅或鋁)制成空心杯形狀,杯子底部固定在轉軸7上??招谋谋诤鼙。ㄐ∮?.5mm),因此轉動慣量很小。內定子由硅鋼片疊壓而成,固定在一個端蓋1、8上,內定子上沒有繞組,僅作磁路用。電機工作時,內﹑外定子都不動,只有杯形轉子在內、外定子之間的氣隙中轉動。對于輸出功率較小的交流伺服電機,常將勵磁繞組和控制繞組分別安放在內、外定子鐵心的槽內。
交流伺服電機工作原理和單相感應電動機無本質上的差異。但是,交流伺服電機必須具備一個性能,就是能克服交流伺服電機的所謂“自轉”現象,即無控制信號時,它不應轉動,特別是當它已在轉動時,如果控制信號消失,它應能立即停止轉動。而普通的感應電動機轉動起來以后,如控制信號消失,往往仍在繼續轉動。 當電機原來處于靜止狀態時,如控制繞組不加控制電壓,此時只有勵磁繞組通電產生脈動磁場。可以把脈動磁場看成兩個圓形旋轉磁場。這兩個圓形旋轉磁場以同樣的大小和轉速,向相反方向旋轉,所建立的正、反轉旋轉磁場分別切割籠型繞組(或杯形壁)并感應出大小相同,相位相反的電動勢和電流(或渦流),這些電流分別與各自的磁場作用產生的力矩也大小相等、方向相反,合成力矩為零,伺服電機轉子轉不起來。一旦控制系統有偏差信號,控制繞組就要接受與之相對應的控制電壓。
直流和交流伺服電機
1、伺服電機內部的轉子是永磁鐵,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,驅動器根據反饋值與目標值進行比較,調整轉子轉動的角度。伺服電機的精度決定于編碼器的精度(線數)。
交流伺服電機和無刷直流伺服電機在功能上的區別:
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。
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運行的應用。
3、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,調速范圍寬,控制容易,需要維護,但維護不方便(換碳刷),產生電磁干擾,對環境有要求。因此它可以用于對成本敏感的普通工業和民用場合。
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,力矩穩定。控制復雜,容易實現智能化,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,長壽命,可用于各種環境。
永磁交流伺服電機
永磁交流伺服電機同直流伺服電動機比較的主要優點有:
⑴慣量小,易于提高系統的快速性。
⑵適應于高速大力矩工作狀態。
⑶同功率下有較小的體積和重量。
⑷無電刷和換向器,因此工作可靠,對維護和保養要求低。
⑸定子繞組散熱比較方便。
伺服電機工作原理
伺服系統(servomechanism)是使物體的位置、方位、狀態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。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,從而實現位移。
因為,伺服電機本身具備發出脈沖的功能,所以伺服電機每旋轉一個角度,都會發出對應數量的脈沖,這樣,和伺服電機接受的脈沖形成了呼應,或者叫閉環,如此一來,系統就會知道發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,從而實現精確的定位,可以達到0.001mm。
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