伺服電機的工作原理

自推出以來,伺服電機已經在許多行業中證明了其相當有用。多年來,伺服電機一直參與完成大的任務。它們的尺寸可能很小,但是它們非常強大而且節能。有了這些特點,伺服電機廣泛用​​於遙控玩具車,飛機,機器人和各種工業設備。近年來,伺服電機也被用於工業應用,在線製造工廠,製藥服務,機器人和食品服務行業。

伺服電機的工作原理

伺服電機的工作原理比較簡單,但是其工作比較高效。伺服電路內置在電機單元內部,它使用一根通常配有齒輪的柔性軸。電信號控制電機,也決定軸的移動量。伺服電機內部設置簡單:小型直流電機,控制電路和電位器。直流電機通過齒輪連接在控制輪上,當電機轉動時,電位器的電阻發生變化,控制電路能夠精確調節運動和方向。

當軸處於正確的(理想的)位置時,電機停止供電。如果軸沒有停在目標的位置,電動機一直運轉,直到進入正確的方向。目標的位置通過使用電脈衝的信號線傳送。所以,電機的速度與實際和理想的位置成正比。當電機接近所需位置時,電機開始緩慢轉動,但電機轉到最遠時,轉速很快。換句話說,伺服電機只需要儘可能快地完成任務,這使得它們成為高效率的設備。

通常有兩種類型的伺服電機:交流電機和直流電機。直流伺服電機是小型應用的理想選擇,但不能處理大電流浪湧。然而,交流伺服電機能夠應對更高的電流浪湧,並在工業機械中得到廣泛的應用。談到價格,直流電機比交流伺服更便宜,所以用得更多。此外,直流電機專門設計用於連續旋轉,這使其成為機器人運動的理想選擇。

憑藉其獨特的功能,伺服電機可以用於許多不同的應用。在無線電控制飛機中,它們用於定位控制表面,如機器人,電梯,方向舵等。在線製造中,伺服電機應用在重複頻率高,需要精確的工作中。

伺服電機工作原理

伺服系統(servo mechanism)是使物體的位置、方位、狀態等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(或給定值)的任意變化的自動控制系統。伺服主要靠來定位,基本上可以這樣理解,伺服電機接收到1個脈衝,就會旋轉1個脈衝對應的角度,從而實現位移,因為,伺服電機本身具備發出脈衝的功能,所以伺服電機每旋轉一個角度,都會發出對應數量的脈衝,這樣,和伺服電機接受的脈衝形成了呼應,或者叫閉環,如此一來,系統就會知道發了多少脈衝給伺服電機,同時又收了多少脈衝回來,這樣,就能夠很精確的控制電機的轉動,從而實現精確的定位,可以達到0.001mm。直流伺服電機分為有刷和無刷電機。成本低,結構簡單,啟動大,調速範圍寬,控制容易,需要維護,但維護不方便(換碳刷),產生干擾,對環境有要求。因此它可以用於對成本敏感的普通工業和民用場合。

無刷電機體積小,重量輕,出力大,響應快,速度高,慣量小,轉動平滑,力矩穩定。控制複雜,容易實現智能化,其電子換相方式靈活,可以方波換相或正弦波換相。電機免維護,效率很高,運行溫度低,電磁輻射很小,長壽命,可用於各種環境。

2、交流伺服電機也是無刷電機,分為同步和,目前中一般都用同步電機,它的功率範圍大,可以做到很大的功率。大慣量,最高轉動速度低,且隨著功率增大而快速降低。因而適合做低速平穩運行的應用。

3、伺服電機內部的轉子是永磁鐵,驅動器控制的U/V/W三相電形成電磁場,轉子在此磁場的作用下轉動,同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅動器,驅動器根據反饋值與目標值進行比較,調整轉動的角度。伺服電機的精度決定於編碼器的精度(線數)。

交流伺服電機和無刷直流伺服電機在功能上的區別:交流伺服要好一些,因為是正弦波控制,轉矩脈動小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比較簡單,便宜。


分享到:


相關文章: