1. 直流伺服电机内部结构
伺服电机的优点:
1、精度:实现了位置,速度和力矩的闭环控制;克服了步进电机失步的问题;
2、转速:高速性能好,一般额定转速能达到2000~3000转;
3、适应性:抗过载能力强,能承受三倍于额定转矩的负载,对有瞬间负载波动和要求快速起动的场合特别适用;
4、稳定:低速运行平稳,低速运行时不会产生类似于步进电机的步进运行现象。适用于有高速响应要求的场合;
5、及时性:电机加减速的动态相应时间短,一般在几十毫秒之内;
6、舒适性:发热和噪音明显降低。伺服电机的缺点:伺服电机可以用在会受水或油滴侵袭的场所,但是它不是全防水或防油的。因此, 伺服电机不应当放置或使用在水中或油侵的环境中。扩展资料:直流伺服电机的基本特性:1、机械特性 在输入的电枢电压Ua保持不变时,电机的转速n随电磁转矩M变化而变化的规律,称直流电机的机械特性。2、调节特性 直流电机在一定的电磁转矩M(或负载转矩)下电机的稳态转速n随电枢的控制电压Ua变化而变化的规律,被称为直流电机的调节特性。3、动态特性 从原来的稳定状态到新的稳定状态,存在一个过渡过程,这就是直流电机的动态特性。交流伺服电机:交流伺服电机定子的构造基本上与电容分相式单相异步电动机相似.其定子上装有两个位置互差90°的绕组,一个是励磁绕组Rf,它始终接在交流电压Uf上;另一个是控制绕组L,联接控制信号电压Uc。所以交流伺服电动机又称两个伺服电动机。在控制策略上,基于电机稳态数学模型的电压频率控制方法和开环磁通轨迹控制方法都难以达到良好的伺服特性,当前普遍应用的是基于永磁电机动态解耦数学模型的矢量控制方法,这是现代伺服系统的核心控制方法。
2. 直流伺服电机内部结构图
伺服电机发明者是福田光之。
3. 直流伺服电机结构和工作原理
一 、全电动注塑机电控原理
1. 伺服电机
伺服:一词源于希腊语“奴隶”的意思。人们想把“伺服机构”当个得心应手的驯服工具,服从控制信号的要求而动作。在讯号来到之前,转子静止不动;讯号来到之后,转子立即转动;当讯号消失,转子能即时自行停转。由于它的“伺服”性能,因此而得名。
伺服系统: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。伺服的主要任务是按控制命令的要求、对功率进行放大、变换与调控等处理,使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制的非常灵活方便。
力劲PT60V伺服系统原理
力劲PT60V伺服系统原理:
伺服电机:伺服电动机又称执行电动机,在自动控制系统中,用作执行元件,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。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。
伺服电机的优点:大扭力、控制简单、装配灵活 。
伺服电机的结构:一个伺服电机内部包括了一个直流电机;一组变速齿轮组;一个反馈可调电位器;及一块电子控制板。其中,高速转动的电机提供了原始动力,带动变速(减速)齿轮组,使之产生高扭力的输出,齿轮组的变速比愈大,伺服电机的输出扭力也愈大,也就是说越能承受更大的重量,但转动的速度也愈低。
锁模伺服电机
伺服电机的工作原理:
伺服电机是一个典型闭环反馈系统,减速齿轮组由电机驱动,其终端(输出端)带动一个线性的比例电位器作位置检测,该电位器把转角坐标转换为一比例电压反馈给控制线路板,控制线路板将其与输入的控制脉冲信号比较,产生纠正脉冲,并驱动电机正向或反向地转动,使齿轮组的输出位置与期望值相符,令纠正脉冲趋于为0,从而达到使伺服电机精确定位的目的。
伺服电机的控制:
标准的伺服电机有三条控制线,分别为:电源、地线及控制。电源线与地线用于提供内部的电机及控制线路所需的能源,电压通常介于4V—6V之间,该电源应尽可能与处理系统的电源隔离(因为伺服电机会产生噪音)。甚至小伺服电机在重负载时也会拉低放大器的电压,所以整个系统的电源供应的比例必须合理。输入一个周期性的正向脉冲信号,这个周期性脉冲信号的高电平时间通常在1ms—2ms之间,而低电平时间应在5ms到20ms之间。
2. 伺服控制器:智能数字伺服驱动器
1). 输入电压:AC200V-480V
2). UL/CE认可
3). IP20防护等级
4). 0-45℃标准运行温度
5). 包含放电电阻
6). 综合电机温度监控
7). 综合电机制动器控制
8). 2个模拟量输入
9). 2个模拟量输出
10). 2个标记信号接口
11). 位置凸轮开关控制
12). 电子同步功能,响应速度快,反馈时间62.5μs。
13). SERCOS接口或者现场总线接口
4. 直流伺服电机的结构
1、结构不同
交流伺服电机的结构与交流异步电机相似,在定子上有两个相空间位移90°电角度的励磁绕组和控制绕组,接恒定交流电压,利用施加到绕组上的交流电压或相位的变化,达到控制电机运行的目的。
直流伺服电机的结构与直流电动机相似,包括定子、转子铁芯、电机转轴、伺服电机绕组换向器、伺服电机绕组、测速电机绕组、测速电机换向器,所述的转子铁芯由矽钢冲片叠压固定在电机转轴上构成。
2、原理不同
交流伺服电机的定子三相线圈是由伺服编码控制电路供电的,转子是永磁式的、电机的转向、速度、转角都是由编码控制器所决定的。
直流伺服电机的转子也是永磁体的,定子绕组则是由伺服编码脉冲电路供电。
3、分类不同
直流伺服电机按有无碳刷分为有刷直流伺服电机和无刷直流伺服电机两种;交流伺服电机属于无刷电机,分为同步和异步电机。
4、控制方式不同
交流伺服电机控制方式有三种,幅值控制、相位控制和幅相控制;直流伺服电机的控制方式主要有两种:电枢电压控制、励磁磁场控制。
5、维修成本不同
交流伺服电机维护方便;直流伺服电机容易实现调速,控制精度高,但维护成本高,操作麻烦。
6、机械特性不同
交流伺服电机的特性是比较软,当达到额定力矩后,如果负载力矩增加,就很容易造成突然的失速。但是直流电动机具有响应快速、较大的起动转矩、从零转速至额定转速具备可提供额定转矩的性能。 交流电机虽然没有碳刷及整流子,免维护、坚固、应用广,但特性上若要达到相当于直流电机的性能须用复杂控制技术才能达到
(1)、交流伺服电机的特点
特点:速度控制特性良好,在整个速度区内可实现平滑控制,几乎无振荡,90%以上的高效率,发热少。
高速控制,高精确度位置控制(取决于编码器精度),运行稳定、可控性好、响应快速、灵敏度高以及机械特性和调节特性的非线性度指标严格等特点。
额定运行区域内,可实现恒力矩,惯量低,低噪音,无电刷磨损,免维护(适用于无尘、易爆环境)。
(2)、直流伺服电机的特点
特点:速度控制精确,转矩速度特性很硬,控制原理简单,良好的线性调节特性、快速的时间响应,使用方便,价格便宜。
5. 直流伺服电机原理图
直流伺服电动机的控制方式主要有两种:一种是电枢电压控制,即在定子磁场不变的情况下,通过控制施加在电枢绕组两端的电压信号来控制电动机的转速和输出转矩;另一种是励磁磁场控制,即通过改变励磁电流的大小来改变定子磁场强度,从而控制电动机的转速和输出转矩。
采用电枢电压控制方式时,由于定子磁场保持不变,其电枢电流可以达到额定值,相应的输出转矩也可以达到额定值,因而这种方式又被称为恒转矩调速方式。
而采用励磁磁场控制方式时,由于电动机在额定运行条件下磁场已接近饱和,因而只能通过减弱磁场的方法来改变电动机的转速。由于电枢电流不允许超过额定值,因而随着磁场的减弱,电动机转速增加,但输出转矩下降,输出功率保持不变,所以这种方式又被称为恒功率调速方式。
电机到了最后就是靠电流控制磁场,那种电机都是这个原理,但直流伺服是闭环的,过程有补偿定位,所以强过步进。
伺服电机有两种输入信号:模拟量和脉冲。所谓模拟量就是电压,比如输入电压范围是-10~10v的,-10V对应电机反转最大转速,0v对应不转,10v对应正转最大转速。脉冲信号就是通过上位机(单片机,plc,cnc控制系统等)发出脉冲信号,发送脉冲的频率决定了电机的转速。脉冲的类型有双脉冲,正交脉冲和转速加方向型3种。伺服电机不管直流还是交流都是这样的。
6. 直流伺服电机的基本结构
电机动力线:U、V、W三相分别用黄绿红三色表示,顺序一致。至于编码器各厂家颜色不一样,没有统一的规定。
伺服电机工作原理:
1、伺服系统(servo mechanism)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。
伺服电机
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。
7. 直流伺服电机内部结构图片
直流伺服电机
的结构和普通直流电机
差不多,只是直流电机为满足低惯量采用细长电枢
,盘形或空心杯的。交流伺服电机
有两相交流绕组
,空间相差90点角度,其中一组为励磁绕组,另一组为控制绕组。其控制方式有幅值控制,相位控制,幅值相位复合控制。大多采用复合控制。交流伺服电机的转子电阻一般很大,这样可以防止自转,当控制电压消失后,由于有励磁电压,此时的交流伺服电机中会有脉振磁动势,由于电阻大,T-S曲线发生偏移,反转的磁场产生的T要变大,所以此时合成的T为制动性质的,,会停转。