什么是伺服電動機?伺服電動機工作原理

發(fā)布時間:2024-02-04
伺服電動機又叫執(zhí)行電動機,或叫控制電動機。在自動控制系統(tǒng)中,伺服電動機是一個執(zhí)行元件,它的作用是把信號(控制電壓或相位)變換成機械位移,也就是把接收到的電信號變?yōu)殡姍C的一定轉(zhuǎn)速或角位移。其容量一般在0.1-100w,常用的是30w以下。伺服電動機有直流和交流之分。
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。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(zhuǎn)現(xiàn)象,轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降,
請問交流伺服電機和無刷直流伺服電機在功能上有什么區(qū)別?答:交流伺服要好一些,因為是正弦波控制,轉(zhuǎn)矩脈動小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比較簡單,便宜。
永磁交流伺服電動機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推出各自的交流伺服電動機和伺服驅(qū)動器系列產(chǎn)品并不斷完善和更新。交流伺服系統(tǒng)已成為當代高性能伺服系統(tǒng)的主要發(fā)展方向,使原來的直流伺服面臨被淘汰的危機。90年代以后,世界各國已經(jīng)商品化了的交流伺服系統(tǒng)是采用全數(shù)字控制的正弦波電動機伺服驅(qū)動。交流伺服驅(qū)動裝置在傳動領(lǐng)域的發(fā)展日新月異。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,因此工作可靠,對維護和保養(yǎng)要求低。⑵定子繞組散熱比較方便。⑶慣量小,易于提高系統(tǒng)的快速性。⑷適應于高速大力矩工作狀態(tài)。⑸同功率下有較小的體積和重量。
一、交流伺服電動機
交流伺服電動機定子的構(gòu)造基本上與電容分相式單相異步電動機相似,如圖1所示。其定子上裝有兩個位置互差90°的繞組,一個是勵磁繞組rf,它始終接在交流電壓uf上;另一個是控制繞組l,聯(lián)接控制信號電壓uc。所以交流伺服電動機又稱兩個伺服電動機。
交流伺服電動機的轉(zhuǎn)子通常做成鼠籠式,但為了使伺服電動機具有較寬的調(diào)速范圍、線性的機械特性,無“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象和快速響應的性能,它與普通電動機相比,應具有轉(zhuǎn)子電阻大和轉(zhuǎn)動慣量小這兩個特點。目前應用較多的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有兩種形式:一種是采用高電阻率的導電材料做成的高電阻率導條的鼠籠轉(zhuǎn)子,為了減小轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量,轉(zhuǎn)子做得細長;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,如圖2所示??招谋无D(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量很小,反應迅速,而且運轉(zhuǎn)平穩(wěn),因此被廣泛采用。
圖1 交流伺服電動機原理圖
圖2 空心杯形轉(zhuǎn)子伺服電動機結(jié)構(gòu)
交流伺服電動機在沒有控制電壓時,定子內(nèi)只有勵磁繞組產(chǎn)生的脈動磁場,轉(zhuǎn)子靜止不動。當有控制電壓時,定子內(nèi)便產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場,轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場的方向旋轉(zhuǎn),在負載恒定的情況下,電動機的轉(zhuǎn)速隨控制電壓的大小而變化,當控制電壓的相位相反時,伺服電動機將反轉(zhuǎn)。
交流伺服電動機的工作原理與分相式單相異步電動機雖然相似,但前者的轉(zhuǎn)子電阻比后者大得多,所以伺服電動機與單機異步電動機相比,有三個顯著特點:
1、起動轉(zhuǎn)矩大
由于轉(zhuǎn)子電阻大,其轉(zhuǎn)矩特性曲線如圖3中曲線1所示,與普通異步電動機的轉(zhuǎn)矩特性曲線2相比,有明顯的區(qū)別。它可使臨界轉(zhuǎn)差率s0>1,這樣不僅使轉(zhuǎn)矩特性(機械特性)更接近于線性,而且具有較大的起動轉(zhuǎn)矩。因此,當定子一有控制電壓,轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動,即具有起動快、靈敏度高的特點。
圖3 伺服電動機的轉(zhuǎn)矩特性
2、運行范圍較寬
如圖3所示,較差率s在0到1的范圍內(nèi)伺服電動機都能穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。
3、無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象
正常運轉(zhuǎn)的伺服電動機,只要失去控制電壓,電機立即停止運轉(zhuǎn)。當伺服電動機失去控制電壓后,它處于單相運行狀態(tài),由于轉(zhuǎn)子電阻大,定子中兩個相反方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子作用所產(chǎn)生的兩個轉(zhuǎn)矩特性(t1-s1、t2-s2曲線)以及合成轉(zhuǎn)矩特性(t-s曲線)如圖4所示,與普通的單相異步電動機的轉(zhuǎn)矩特性(圖中t′-s曲線)不同。這時的合成轉(zhuǎn)矩t是制動轉(zhuǎn)矩,從而使電動機迅速停止運轉(zhuǎn)。
圖4 伺服電動機單相運行時的轉(zhuǎn)矩特性
圖5是伺服電動機單相運行時的機械特性曲線。負載一定時,控制電壓uc愈高,轉(zhuǎn)速也愈高,在控制電壓一定時,負載增加,轉(zhuǎn)速下降。
圖5 伺服電動機的機械特性
交流伺服電動機的輸出功率一般是0.1-100w。當電源頻率為50hz,電壓有36v、110v、220、380v;當電源頻率為400hz,電壓有20v、26v、36v、115v等多種。
交流伺服電動機運行平穩(wěn)、噪音小。但控制特性是非線性,并且由于轉(zhuǎn)子電阻大,損耗大,效率低,因此與同容量直流伺服電動機相比,體積大、重量重,所以只適用于0.5-100w的小功率控制系統(tǒng)。
二、直流伺服電動機
直流伺服電動機的結(jié)構(gòu)和一般直流電動機一樣,只是為了減小轉(zhuǎn)動慣量而做得細長一些。它的勵磁繞組和電樞分別由兩個獨立電源供電。也有永磁式的,即磁極是永久磁鐵。通常采用電樞控制,就是勵磁電壓f一定,建立的磁通量φ也是定值,而將控制電壓uc加在電樞上,其接線圖如圖6所示。
圖6 直流伺服電動機接線圖
直流伺服電動機的機構(gòu)特性(n=f(t))和直流他勵電動機一樣,也用下式表示:
n=uc/ke?φ-ra/ke?kt?φ?t
圖7 是直流伺服電動機在不同控制電壓下(uc為額定控制電壓)的機械特性曲線。由圖可見:在一定負載轉(zhuǎn)矩下,當磁通不變時,如果升高電樞電壓,電機的轉(zhuǎn)速就升高;反之,降低電樞電壓,轉(zhuǎn)速就下降;當uc=0時,電動機立即停轉(zhuǎn)。要電動機反轉(zhuǎn),可改變電樞電壓的極性。
圖7 直流伺服電動機的n=f(t)曲線
直流伺服電動機和交流伺服電動機相比,它具有機械特性較硬、輸出功率較大、不自轉(zhuǎn),起動轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點。
上一個:第三者是否有法律責任
下一個:監(jiān)控硬盤壞了還能修嗎,監(jiān)控硬盤壞了能修嗎 安居客房產(chǎn)問答

單片機復位電路工作原理
打游戲的臺式電腦什么牌子好,游戲臺式電腦哪個牌子性價比高
云電腦windows10(免費windows云電腦版下載)
陳年柑普茶:既然相遇就創(chuàng)造一份美好
這個面板不會用有沒有教程備份導出之類的
阿里云 云服務器ecs
茶葉顆粒1-30克全自動背封計量包裝機價格
目前最火的域名竟是它!手上有這類域名的都要發(fā)!
美國amphenol推出全新的通訊解決方案
違章建設拆除一般程序
十八禁 网站在线观看免费视频_2020av天堂网_一 级 黄 色 片免费网站_绝顶高潮合集Videos