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解析伺服电机

作者:JZ Editor     时间:2021-06-18 17:02     已有 人浏览
  电机是工业制造领域的动力之源,而制造业是我国的立国之本,有着悠久的历史。其中伺服电机是电机行业其中的一个电气设备,同样也是我国工业产业中重要的组成部分。那什么是伺服电机呢?今天我们一同来揭开它神秘的面纱。
  
  伺服电机(servomotor)是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补助马达间接变速装置。
  
  
  伺服电机可使控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制,并能快速反应,在自动控制系统中,用作执行元件,且具有机电时间常数小、线性度高等特性,可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类,其主要特点是,当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降。
  
  它有哪些分类呢?
  
  有直流伺服电机和交流伺服电机两种分类,其主要特点是当信号电压为零时无自转现象;转速随着转矩的增加而匀速下降。
  
  直流伺服电机是小型应用的理想选择,但不能处理大电流浪涌。然而,交流伺服电机能够应对更高的电流浪涌,并在工业机械中得到广泛的应用。谈到价格,直流电机比交流伺服更便宜,所以用得更多。此外,直流电机专门设计用于连续旋转,这使其成为机器人运动的理想选择。
  
  其工作原理是:
  
  1、伺服系统(servomechanism)是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)的任意变化的自动控制系统。伺服主要靠脉冲来定位,基本上可以这样理解,伺服电机接收到1个脉冲,就会旋转1个脉冲对应的角度,从而实现位移,因为,伺服电机本身具备发出脉冲的功能,所以伺服电机每旋转一个角度,都会发出对应数量的脉冲,这样,和伺服电机接受的脉冲形成了呼应,或者叫闭环,如此一来,系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机,同时又收了多少脉冲回来,这样,就能够很精确的控制电机的转动,从而实现精确的定位,可以达到0.001mm。直流伺服电机分为有刷和无刷电机。有刷电机成本低,结构简单,启动转矩大,调速范围宽,控制容易,需要维护,但维护不方便(换碳刷),产生电磁干扰,对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。
  
  无刷电机体积小,重量轻,出力大,响应快,速度高,惯量小,转动平滑,力矩稳定。控制复杂,容易实现智能化,其电子换相方式灵活,可以方波换相或正弦波换相。电机免维护,效率很高,运行温度低,电磁辐射很小,长寿命,可用于各种环境。
  
  2、交流伺服电机也是无刷电机,分为同步和异步电机,运动控制中一般都用同步电机,它的功率范围大,可以做到很大的功率。大惯量,最高转动速度低,且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。
  
  3、伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。
  
  
  交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上的区别:交流伺服要好一些,因为是正弦波控制,转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单,便宜。
  
  智能电机一体化一直是国内电机企业们追求的目标,并致力于其高效节能。伺服电机的性能在这样的时代大背景下未来可期。

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