伺服电机工作原理, 伺服电机的工作原理:
伺服系统是使输出的被控量如物体的位置、方位和状态跟随输入目标(或给定值)任意变化的自动控制系统。可以简单理解为:伺服电机接收到一个脉冲,就会旋转一个脉冲对应的角度,从而实现位移。
1.伺服电机本身就有发出脉冲的功能,所以伺服电机每旋转一个角度,就会发出相应数量的脉冲,与伺服电机接收到的脉冲相呼应,或者叫做闭环,这样系统就会知道已经向伺服电机发出了多少个脉冲。
同时接收回多少脉冲,这样就可以非常精确的控制电机的旋转,从而实现精确定位,可以达到0.001 mm,DC伺服电机分为有刷电机和无刷电机。有刷电机具有成本低、结构简单、起动转矩大、调速范围宽、易于控制等优点。
需要维修,但是维修不方便(更换碳刷),电磁干扰,环境要求。因此,它可用于对成本敏感的普通工业和民用场合。
无刷电机具有体积小、重量轻、产量大、响应快、速度高、惯性小、转动平稳、转矩稳定等优点。控制复杂,易于实现智能化,其电子换向方式灵活,可以是方波换向,也可以是正弦波换向。电机免维护,效率高,工作温度低,电磁辐射小。
使用寿命长,可用于各种环境。
2.交流伺服电机也是无刷电机,分为同步电机和异步电机。运动控制中一般采用同步电机,功率范围大,可以达到很大的功率。惯性大,最大转速低,并随着功率的增加而迅速下降。因此适合低速稳定运行。
3.伺服电机内部的转子是一个永久磁铁。驱动器控制的U/V/W三相电形成一个电磁场,转子在这个磁场的作用下旋转。同时,电机的编码器将信号反馈给驱动器,驱动器将反馈值与目标值进行比较,调整转子的旋转角度。
伺服电机的精度取决于编码器的精度(线数)。
交流伺服电机和无刷DC伺服电机的功能区别:交流伺服更好,因为是正弦波控制,转矩脉动小。DC伺服是梯形波。但是DC伺服更简单,更便宜。
伺服电机的概念:
伺服电机是指控制伺服系统中机械部件运行的发动机,是一种间接传动装置,对电机进行补贴。
伺服电机可以控制速度,位置精度非常精确,并且可以将电压信号转换成转矩和速度来驱动被控对象。伺服电机的转子速度由输入信号控制,可以快速反应。它在自动控制系统中用作执行元件。
并且具有机电时间常数小、线性度高等特点,能够将接收到的电信号转换为电机轴上的角位移或角速度输出。它可以分为两类:DC伺服电机和交流伺服电机。其主要特点是当信号电压为零时,不存在自转,转速随着转矩的增大匀速下降。
伺服电机的结构:
交流伺服电机通常是鼠笼式转子和杯形转子的单相异步电机。交流伺服电机和普通电机一样,由定子和转子组成。
定子上有两个绕组,即励磁绕组和控制绕组,两个绕组在空间上相隔90度。用于固定和保护定子的框架通常由硬铝或不锈钢制成。
笼型转子交流伺服电机的转子与普通三相笼型电机的转子相同。杯形转子交流伺服电机的结构由三部分组成:外定子、杯形转子和内定子。其外定子与笼型转子交流伺服电机相同,
转子由非导磁材料(如铜或铝)制成,呈空心杯状,杯底固定在转轴7上。
空心杯的杯壁很薄(小于0.5毫米),所以转动惯量很小。内定子由层压硅钢片制成,并固定在端盖上。内定子上没有绕组,仅用于磁路。电机工作时,内外定子不动,只有杯形转子在内外定子之间的气隙中转动。
对于输出功率较小的交流伺服电机,励磁绕组和控制绕组往往分别放在内外定子铁芯的槽内。
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