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伺服电机原理与应用(伺服电机的构造)

来源:www.haichao.net  时间:2023-01-16 12:54   点击:64  编辑:admin   手机版

1. 伺服电机的构造

  交流伺服电机的工作原理与两相异步电机相似 。但是由于它在数控机床中作为执行元件,将交流电信号转换为轴上的角位移或角速度,所以要求转子速度的快慢能够反映控制信号的相位,无控制信号时它不转动。

  由于定子上的两个绕组在空间相差90°电角度,如果在两相绕组上加以幅值相等、相位差90°电角度的对称电压,则在电机的气隙中产生圆形的旋转磁场。若两个电压的幅值不等或相位不为90°电角度,则产生的磁场将是一个椭圆形旋转磁场。加在控制绕组上的信号不同,产生的磁场椭圆度也不同。

  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。

2. 伺服电机结构及工作原理

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。

伺服系统的简介

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。

伺服电机工作原理

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,和伺服电机接受的脉冲形成了呼应,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。

3. 伺服电机的构造图

ABB机器人本体(机械臂)需要六个自由度,所提供的动力来自于6 个三相交流 伺服电机,每个交流电机除了三组线圈绕组导线外,还有其他部件的引出 组接PTC,一组接刹车,还有编码器有三组导线。6个电机的刹车电路并联成一 路,PTC温度检测6 个是串联成一路

4. 伺服电机原理及应用

伺服电机 伺服电机(servo motor )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、始动电压等特性,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。 中文名 伺服电机 外文名 Servo motor 类型 设备 使用场合 自动控制系统 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。 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。

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。 发展历史 自从德国MANNESMANN的Rexroth公司的Indramat分部在1978年汉诺威贸易博览会上正式推出MAC永磁交流伺服电动机和驱动系统,这标志着此种新一代交流伺服技术已进入实用化阶段。到20世纪80年代中后期,各公司都已有完整的系列产品。整个伺服装置市场都转向了交流系统。早期的模拟系统在诸如零漂、抗干扰、可靠性、精度和柔性等方面存在不足,尚不能完全满足运动控制的要求,近年来随着微处理器、新型数字信号处理器(DSP)的应用,出现了数字控制系统,控制部分可完全由软件进行,分别称为直流伺服系统、三相永磁交流伺服系统。

5. 伺服电机构造及工作原理

三相异步电动机的旋转原理

三相异步电动机要旋转起来的先决条件是具有一个旋转磁场,三相异步电动机的定子绕组就是用来产生旋转磁场的。我们知道,但相电源相与相之间的电压在相位上是相差120度的,三相异步电动机定子中的三个绕组在空间方位上也互差120度,这样,当在定子绕组中通入三相电源时,定子绕组就会产生一个旋转磁场。电流每变化一个周期,旋转磁场在空间旋转一周,即旋转磁场的旋转速度与电流的变化是同步的。旋转磁场的转速为:n=60f/P式中f为电源频率、P是磁场的磁极对数、n的单位是:每分钟转数。根据此式我们知道,电动机的转速与磁极数和使用电源的频率有关.

单相交流电动机只有一个绕组,转子是鼠笼式的。当单相正弦电流通过定子绕组时,电动机就会产生一个交变磁场,这个磁场的强弱和方向随时间作正弦规律变化,但在空间方位上是固定的,所以又称这个磁场是交变脉动磁场。这个交变脉动磁场可分解为两个以相同转速、旋转方向互为相反的旋转磁场,当转子静止时,这两个旋转磁场在转子中产生两个大小相等、方向相反的转矩,使得合成转矩为零,所以电动机无法旋转。当我们用外力使电动机向某一方向旋转时(如顺时针方向旋转),这时转子与顺时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变小;转子与逆时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变大。这样平衡就打破了,转子所产生的总的电磁转矩将不再是零,转子将顺着推动方向旋转起来。

6. 伺服电机的构造图解

伺服电机主要由电机和驱动器组成,伺服电机的电机部分主要由定子绕组和永磁体转子构成,转子主要由硅钢片和永磁体及把永磁体固定在转子硅钢片上的辅件,如环氧树脂和玻璃纤维或其他不导磁材料,与普通电机不同之处就是转子上有永磁体

7. 伺服电机的构造和使用方法

伺服电机更换的方法

(1)由于伺服电动机防水结构不是很严密,如果切削液、润滑油等渗入内部,会引起绝缘性能降低或绕组短路,因此,应注意电动机尽可能避免切削液的飞溅。

(2)当伺服电动机安装在齿轮箱上时,加注润滑油时应注意齿轮箱的润滑油油面高度必须低于伺服的输出轴,防止润滑油渗入电动机内部。

(3)固定伺服电动机联轴器、齿轮、同步带等连接件时,在任何情况下,作用在电动机上的力不能超过电动机容许的径向、轴向负载

8. 伺服电机结构原理图

伺服电机需要连接驱动器,有的驱动器是可以编程的,有些是需要外接plc或其他控制器实现控制的。接线可以根据手册接,不同模式接线不同,不过可根据需要没必要全都接线。伺服电机和控制器接线:

伺服电机的动力线接到伺服控制器的电机输出端子上 U V W .PE 不要搞错 一对一的接.

伺服电机的编码器线接到伺服控制器的编码器的插头上 .

伺服电机和控制器接线就这二条电缆.

若电机带抱闸(制动器) 把抱闸插头的二根线焊上引出来接到 控制电路里 .接线包括主电路接线和控制电路接线。主电路包括R、S、T三相线和U、V、W与电机的接线,PLC连接驱动器的CN1(有些驱动器包括CN1A和CN1B),编码器与CN2连接。

9. 伺服电机的基本结构

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结构,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。编码器是由光电接收管、放大整形电路等几个部分构编码器。

10. 伺服电机的构造原理

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。

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