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帶你了解伺服電機的世界!

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帶你了解伺服電機的世界!

發(fā)布日期:2023-05-16 作者: 點擊:




一、交流伺服電動機


1.基本結(jié)構(gòu)


交流伺服電動機主要由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成。


定子鐵心通常用硅鋼片疊壓而成。定子鐵心表面的槽內(nèi)嵌有兩相繞組,其中一相繞組是勵磁繞組,另一相繞組是控制繞組,兩相繞組在空間位置上互差90°電角度。工作時勵磁繞組f與交流勵磁電源相連,控制繞組k加控制信號電壓Uk 。


主要由:定子1、轉(zhuǎn)子5和檢測元件8等部分組成


2. 工作原理


交流伺服電動機在沒有控制電壓時,氣隙中只有勵磁繞組產(chǎn)生的脈動磁場,轉(zhuǎn)子上沒有啟動轉(zhuǎn)矩而靜止不動。當有控制電壓且控制繞組電流和勵磁繞組電流不同相時,則在氣隙中產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場并產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,使轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場的方向旋轉(zhuǎn)。但是對伺服電動機要求不僅是在控制電壓作用下就能啟動,且電壓消失后電動機應(yīng)能立即停轉(zhuǎn)。如果伺服電動機控制電壓消失后像一般單相異步電動機那樣繼續(xù)轉(zhuǎn)動,則出現(xiàn)失控現(xiàn)象,我們把這種因失控而自行旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象稱為自轉(zhuǎn)。


3. 控制方法


形而上學(xué)可采用下列三種方法來控制伺服電動機的轉(zhuǎn)速高低及旋轉(zhuǎn)方向。


(1)幅值控制 保持控制電壓與勵磁電壓間的相位差不變,僅改變控制電壓的幅值。


(2)相位控制 保持控制電壓的幅值不變,僅改變控制電壓與勵磁電壓間的相位差。


(3)幅-相控制 同時改變控制電壓的幅值和相位。


二、直流伺服電動機



1.基本結(jié)構(gòu)


傳統(tǒng)的直流伺服電動機動實質(zhì)是容量較小的普通直流電動機,有他勵式和永磁式兩種,其結(jié)構(gòu)與普通直流電動機的結(jié)構(gòu)基本相同。


杯形電樞直流伺服電動機的轉(zhuǎn)子由非磁性材料制成空心杯形圓筒,轉(zhuǎn)子較輕而使轉(zhuǎn)動慣量小,響應(yīng)快速。轉(zhuǎn)子在由軟磁材料制成的內(nèi)、外定子之間旋轉(zhuǎn),氣隙較大。

無刷直流伺服電動機用電子換向裝置代替了傳統(tǒng)的電刷和換向器,使之工作更可靠。它的定子鐵心結(jié)構(gòu)與普通直流電動機基本相同,其上嵌有多相繞組,轉(zhuǎn)子用永磁材料制成。



2. 基本工作原理


傳統(tǒng)直流伺服電動機的基本工作原理與普通直流電動機完全相同,依靠電樞電流與氣隙磁通的作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,使伺服電動機轉(zhuǎn)動。通常采用電樞控制方式,即在保持勵磁電壓不變的條件下,通過改變電樞電壓來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。電樞電壓越小,則轉(zhuǎn)速越低;電樞電壓為零時,電動機停轉(zhuǎn)。由于電樞電壓為零時電樞電流也為零,電動機不產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,不會出現(xiàn)“自轉(zhuǎn)”。


伺服電機

三、交直流伺服電動機的區(qū)別



直流伺服電動機的缺點:


a. 電刷和換向器易磨損,換向時產(chǎn)生火花,限制轉(zhuǎn)速

b. 結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造困難,成本高

交流伺服電動機的優(yōu)點:

c. 結(jié)構(gòu)簡單,成本低廉,轉(zhuǎn)子慣量較直流電機小

d. 交流電動機的容量大于直流電動機



伺服電動機的作用是將輸入的電壓信號(即控制電壓)轉(zhuǎn)換成軸上的角位移或角速度輸出,在自動控制系統(tǒng)中常作為執(zhí)行元件,所以伺服電動機又稱為執(zhí)行電動機,其最大特點是:有控制電壓時轉(zhuǎn)子立即旋轉(zhuǎn),無控制電壓時轉(zhuǎn)子立即停轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速是由控制電壓的方向和大小決定的。伺服電動機分為交流和直流兩大類。


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