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oqadmin 添加時(shí)間:2019-05-18 08:06:27 瀏覽:
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)準(zhǔn)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))。
一
、交流伺服電動(dòng)機(jī)
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)。
交流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理與分相式單相異步電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)與單機(jī)異步電動(dòng)機(jī)相。
有三個(gè)顯著特點(diǎn):
1
、起動(dòng)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(dòng)機(jī)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(jī)械特性)更接近于線性,而且具有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩
。因此
,當(dāng)定子一有控制電壓,轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動(dòng)
,即具有起動(dòng)快
、靈敏度高的特點(diǎn)。
2
、運(yùn)行范圍較廣
3
、無(wú)自轉(zhuǎn)現(xiàn)象
正常運(yùn)轉(zhuǎn)的伺服電動(dòng)機(jī),只要失去控制電壓
,電機(jī)立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)
。當(dāng)伺服電動(dòng)機(jī)失去控制電壓后,它處于單相運(yùn)行狀態(tài)
,由于轉(zhuǎn)子電阻大
,定子中兩個(gè)相反方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子作用所產(chǎn)生的兩個(gè)轉(zhuǎn)矩特性(T1-S1、T2-S2曲線)以及合成轉(zhuǎn)矩特性(T-S曲線) 交流伺服電動(dòng)機(jī)的輸出功率一般是0.1-100W
。當(dāng)電源頻率為50Hz,電壓有36V
、110V
、220、380V
;當(dāng)電源頻率為400Hz
,電壓有20V、26V
、36V
、115V等多種。 交流伺服電動(dòng)機(jī)運(yùn)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(dòng)機(jī)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)。