1. 交流伺服电机控制方法有哪几种,解释各种原理
伺服电动机的定子绕组与单相电机的工作绕组与起动绕组有些相似,主要的区别在于伺服电机的控制电压是一个变化值。
当控制电压为零时,电机气隙中只有一个脉振磁场,没有起动转矩,因而电机的转子处于静止状态;当控制电压大于零时,则在电机气隙中产生一个椭圆形的旋转磁场,因而电机就因为起动转矩的作用而进行旋转。
2. 伺服电动机控制的三种基本形式
速度控制方式,转矩控制方式,位置控制方式。
1)速度制即电机按照给定的速度指令进行运转。
(2)速度控制的应用场合相当广泾用场合有:需要快速响座的连续调速系统;由上位闭环的定位系统;需要多栏速度进行快速切换的系统。
(3)通常伺服的速度给定为模拟量,即模拟量幅值的大小决定了给定速度的大小,正负决定电机应关系取决于速度指令增益(Pn300)。
3. 交流伺服电机的控制原理
交流伺服电机主要分成定子、转子、编码器三部分。定子由铁芯和线圈构成。转子一般是一个永磁体。其它还包括端盖、风扇等辅助部件。
我们来看交流伺服电机定子的组成,伺服电机的定子由铁芯和绕组构成。我们这里讲的是三相交流伺服电机,所以它的定子分成三相绕组结构。定子的功能是通过三相交流电产生一个旋转磁场,其工作原理和普通三相电动机是一样的。
交流伺服电机转子的结构。交流伺服电机的转子是一个永磁体,伺服电机转动的原理就是在定子产生的旋转磁场作用下,转子和磁场同步旋转,因此伺服电机也可以说成是一个同步电机。
交流伺服电机编码器的结构。编码器是套在交流伺服电机转子的转轴上,当转子转动的时候,编码器的码盘也跟着转动。伺服电机的编码器是一个光电编码器,伺服电机的编码器的分辨率是131072脉冲/转,也就是说当电机旋转一周,编码能够输出131072个脉冲。伺服电机的编码器是测定伺服电机的运行状况,当电机旋转时,编码器输出的脉冲反馈到伺服驱动器上,构成一个闭环控制。编码器由码盘、发光管、光电接收管、放大整形电路等几个部分构成。
码盘通常由一块玻璃构成,在玻璃的表面上镀了一层金属铬,然后采用激光技术把这个玻璃盘刻成一个个明暗相间的条纹。在这个码盘当中外围刻了一圈条纹,假设为编码器输出的A相脉冲,向内还有一圈条纹相当于编码器输出的B相脉冲,最里面一环只刻了一条条纹,这就是编码器输出的Z相脉冲。如果编码器的分辨率越高,那么码盘上刻的条纹就越多。Z相脉冲一般只有一个条纹,也就是说编码器旋转一周,Z相只输出一个脉冲。
编码器的工作原理,发光管发光通过玻璃码盘的条纹由光电接收管接收,当电机旋转时码盘跟着转动,由于码盘上是一些明暗相间的条纹,所以光电接收管接收到的就是一些光脉冲,光电接收管把光信号转换成电信号,电信号再通过放大整形电路转换成我们需要的矩形脉冲。由于码盘上A相和B相所刻的条纹是相间隔的,因此放大整形电路输出的A相和B相脉冲存在一个相位差,这里我们要求A相和B相脉冲的相位差为90度。由于码盘上Z相只刻有一个条纹,所以电机旋转一周只产生一个Z相脉冲。我们这里所讲的编码器为相对式编码器,编码器除了相对式编码器还有一种为绝对式编码器,有些伺服电机也会采用绝对式编码器。
编码器的作用。在伺服电机上编码器是作为伺服系统的速度反馈和位置反馈的元件。
4. 交流伺服电机控制方法有哪几种,解释各种原理及应用
原理:交流伺服电机在没有控制电压时,气隙中只有励磁绕组产生的脉动磁场,转子上没有启动转矩而静止不动。
当有控制电压且控制绕组电流和励磁绕组电流不同相时,则在气隙中产生一个旋转磁场并产生电磁转矩,使转子沿旋转磁场的方向旋转。
但是对伺服电动机要求不仅是在控制电压作用下就能启动,且电压消失后电动机应能立即停转。
如果伺服电动机控制电压消失后像一般单相异步电动机那样继续转动,则出现失控现象,我们把这种因失控而自行旋转的现象称为自转。
5. 交流伺服电机控制方法有哪几种,解释各种原理图
交流伺服电机的工作原理
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)。
答: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。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,
答: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。
永磁交流伺服电动机
20世纪80年代以来,随着集成电路、电力电子技术和交流可变速驱动技术的发展,永磁交流伺服驱动技术有了突出的发展,各国著名电气厂商相继推出各自的交流伺服电动机和伺服驱动器系列产品并不断完善和更新。交流伺服系统已成为当代高性能伺服系统的主要发展方向,使原来的直流伺服面临被淘汰的危机。90年代以后,世界各国已经商品化了的交流伺服系统是采用全数字控制的正弦波电动机伺服驱动。交流伺服驱动装置在传动领域的发展日新月异。永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较,主要优点有:
⑴无电刷和换向器,因此工作可靠,对维护和保养要求低。
⑵定子绕组散热比较方便。
⑶惯量小,易于提高系统的快速性。
⑷适应于高速大力矩工作状态。
⑸同功率下有较小的体积和重量。
6. 简述伺服电动机的工作原理
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。
7. 交流伺服电机控制有三种方式
数控机床中常用的电机分为直流伺服电机和交流伺服电机两大类。
1、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,目前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。
8. 交流伺服电机的控制方法有哪三种
交流伺服系统是指以交流伺服电机为执行元件构成的伺服系统,有同步和异步之分,电机上装有编码器,通过伺服控制器来控制电机,一般有扭矩控制、速度控制和位置控制,伺服控制器分为模拟式和数字式。
9. 简述直流伺服电机两种控制的基本原理
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。