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伺服電機(jī)和伺服系統(tǒng)的定義

發(fā)表時(shí)間:2019-05-06 10:57 作者:胤旭機(jī)電 來(lái)源:acklinsdeepsouthfisheries.com 瀏覽:

胤旭機(jī)電網(wǎng)最新報(bào)道 >> 伺服電機(jī)和伺服系統(tǒng)的定義 : 伺服電機(jī)是什么? 伺服電機(jī)(servo motor )是指在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī),是一種補(bǔ)助馬達(dá)間接變速裝置。伺服電機(jī)可使控制速度,位置精度非常準(zhǔn)確,可以將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為……


伺服電機(jī)是什么?
  伺服電機(jī)(servo motor )是指在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī),是一種補(bǔ)助馬達(dá)間接變速裝置。伺服電機(jī)可使控制速度,位置精度非常準(zhǔn)確,可以將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象。伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號(hào)控制,并能快速反應(yīng),在自動(dòng)控制系統(tǒng)中,用作執(zhí)行元件,且具有機(jī)電時(shí)間常數(shù)小、線性度高、始動(dòng)電壓等特性,可把所收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動(dòng)機(jī)兩大類,其主要特點(diǎn)是,當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)無(wú)自轉(zhuǎn)現(xiàn)象,轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。
  準(zhǔn)確講,伺服電機(jī)是一種數(shù)字化控制的電機(jī),能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)換為機(jī)械能,用于定位控制。其位移是通過(guò)脈沖信號(hào)數(shù)量控制的,轉(zhuǎn)速是通過(guò)脈沖頻率控制的。伺服電機(jī)屬于閉環(huán)控制的電機(jī),必須采集電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸的編碼器信號(hào),才能夠?qū)崿F(xiàn)控制。與此相反的,是步進(jìn)電機(jī),這種電機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)開環(huán)控制。通常伺服電機(jī),不是說(shuō)“容量”,而是說(shuō)功率。其功率能夠做的很小,也可以做得非常大,甚至幾十或者幾百千瓦。
  伺服系統(tǒng)是什么?
  伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(Servo System)簡(jiǎn)稱伺服系統(tǒng),是一種以機(jī)械位置或角度作為控制對(duì)象的自動(dòng)控制系統(tǒng),例如數(shù)控車床等。使用在伺服系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)要求具有響應(yīng)速度快、定位準(zhǔn)確、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(使用在電機(jī)系統(tǒng)中的伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大,為了能夠和絲杠等機(jī)械部件直接相連。伺服電機(jī)有一種專門的小慣量電機(jī),為了得到極高的響應(yīng)速度。但這類電機(jī)的過(guò)載能力低,當(dāng)使用在進(jìn)給伺服系統(tǒng)中時(shí),必須加減速裝置。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量反映了系統(tǒng)的加速度特性,在選擇伺服電機(jī)時(shí),系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不能大于電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)慣量的3倍)較大等特點(diǎn),這類專用的電機(jī)稱為伺服電機(jī)。當(dāng)然,其基本工作原理和普通的交直流電動(dòng)機(jī)沒(méi)有什么不同。該類電機(jī)的專用驅(qū)動(dòng)單元稱為伺服驅(qū)動(dòng)單元,有時(shí)簡(jiǎn)稱為伺服,一般其內(nèi)部包括電流、速度/或位置閉環(huán)。
  伺服系統(tǒng):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)。伺服的主要任務(wù)是按控制命令的要求、對(duì)功率進(jìn)行放大、變換與調(diào)控等處理,使驅(qū)動(dòng)裝置輸出的力矩、速度和位置控制的非常靈活方便。 伺服電機(jī)工作原理:伺服電機(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。其主要特點(diǎn)是,當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)無(wú)自轉(zhuǎn)現(xiàn)象,轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。
  伺服電機(jī)是一個(gè)典型閉環(huán)反饋系統(tǒng),減速齒輪組由電機(jī)驅(qū)動(dòng),其終端(輸出端)帶動(dòng)一個(gè)線性的比例電位器作位置檢測(cè),該電位器把轉(zhuǎn)角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為一比例電壓反饋給控制線路板,控制線路板將其與輸入的控制脈沖信號(hào)比較,產(chǎn)生糾正脈沖,并驅(qū)動(dòng)電機(jī)正向或反向地轉(zhuǎn)動(dòng),使齒輪組的輸出位置與期望值相符,令糾正脈沖趨于為0,從而達(dá)到使伺服電機(jī)精確定位的目的。伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵,驅(qū)動(dòng)器控制的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)自帶的編碼器反饋信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器,驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較,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))。
  交流伺服電動(dòng)機(jī)定子的構(gòu)造基本上與電容分相式單相異步電動(dòng)機(jī)相似.其定子上裝有兩個(gè)位置互差90°的繞組,一個(gè)是勵(lì)磁繞組Rf,它始終接在交流電壓Uf上;另一個(gè)是控制繞組L,聯(lián)接控制信號(hào)電壓Uc。所以交流伺服電動(dòng)機(jī)又稱兩個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)。
  交流伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子通常做成鼠籠式,但為了使伺服電動(dòng)機(jī)具有較寬的調(diào)速范圍、線性的機(jī)械特性,無(wú)“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象和快速響應(yīng)的性能,它與普通電動(dòng)機(jī)相比,應(yīng)具有轉(zhuǎn)子電阻大和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小這兩個(gè)特點(diǎn)。目前應(yīng)用較多的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有兩種形式:一種是采用高電阻率的導(dǎo)電材料做成的高電阻率導(dǎo)條的鼠籠轉(zhuǎn)子,為了減小轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,轉(zhuǎn)子做得細(xì)長(zhǎng);另一種是采用鋁合金制成的空心杯形轉(zhuǎn)子,杯壁很薄,僅0.2-0.3mm,為了減小磁路的磁阻,要在空心杯形轉(zhuǎn)子內(nèi)放置固定的內(nèi)定子.空心杯形轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小,反應(yīng)迅速,而且運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),因此被廣泛采用。
  交流伺服電動(dòng)機(jī)在沒(méi)有控制電壓時(shí),定子內(nèi)只有勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的脈動(dòng)磁場(chǎng),轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng)。當(dāng)有控制電壓時(shí),定子內(nèi)便產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向旋轉(zhuǎn),在負(fù)載恒定的情況下,電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速隨控制電壓的大小而變化,當(dāng)控制電壓的相位相反時(shí),伺服電動(dòng)機(jī)將反轉(zhuǎn)。

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