1. 伺服系统的主要特点
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。
2. 伺服系统有哪些主要类型
答:直流伺服电动机有传统式结构和低惯量型两大类:
传统式直流伺服电动机的结构形式和普通直流电动机基本相同。按励磁方式可分为永磁式和电磁式两种:
常用的低惯量型直流伺服电动机有以下几种:
(1)盘形电枢直流伺服电动机。
〔2)空心杯形电枢永磁式直疏伺服电动机。
(3)无槽电枢直流伺服电动机。
3. 伺服系统的主要特点有
从系统组成元件的性质来看,有电气伺服系统、液压伺服系统和电气-液压伺服系统及电气-电气伺服系统等;
从系统输出量的物理性质来看,有速度或加速度伺服系统和位置伺服系统等;
从系统中所包含的元件特性和信号作用特点来看,有模拟式伺服系统和数字式伺服系统;
从系统的结构特点来看,有单回伺服系统、多回伺服系统和开环伺服系统、闭环伺服系统。
伺服系统按其驱动元件划分,有步进式伺服系统、直流电动机(简称直流电机)伺服系统、交流电动机(简称交流电机)伺服系统。按控制方式划分,有开环伺服系统、闭环伺服系统和半闭环伺服系统等,实际上数控系统也分成开环、闭环和半闭环3种类型,就是与伺服系统这3种方式相关。
4. 伺服系统的分类和特点
统一描述:用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统(又称为随动系统)。
学术描述:伺服系统专指被控制量(系统的输出量)是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统。其作用是使输出的机械位移(或转角)准确地跟踪输入的位移(或转角)。
性质描述:伺服系统的结构组成和其他形式的反馈控制系统(如生物上的绝大多数的激素调节,日常生活中用到的电冰箱、空调等的调温系统)没有原则上的区别。注意:伺服上的反馈系统为负反馈。
扩展:
伺服系统最初用于船舶的自动驾驶、火炮控制和指挥仪中,后来逐渐推广到很多领域,特别是自动车床、天线位置控制、导弹和飞船的制导等。
1,采用伺服系统主要是为了达到下面几个目的:
以小功率指令信号去控制大功率负载。
火炮控制和船舵控制就是典型的例子。
2,在没有机械连接的情况下,由输入轴控制位
于远处的输出轴,实现远距同步传动。
3,使输出机械位移精确地跟踪电信号,如记录
和指示仪表等。
衡量伺服系统性能的主要指标(硬性指标)是频带宽度和精度。
伺服系统的带宽主要受控制对象和执行机构的惯性的限制。
伺服系统的精度主要决定于所用的测量元件的精度。
5. 伺服系统的基本特征
全闭环伺服系统结构的特点是:控制器直接接收来自运动部件和电机的速度和位置的反馈信号,构成的闭环系统控制精度高
6. 伺服控制系统的特点
交流伺服电动机有三种控制方式,它们分别是幅值控制、相位控制和幅相控制.幅值控制:控制电压和励磁电压保持相位差90度,只改变控制电压幅值.相位控制:相位控制时控制电压和励磁电压均为额定电压,...