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伺服电机有哪些种类和区别

2017-12-12 15:12

伺服电机位置环增益是决定对指令位置跟随性的参数。与工件表面的优劣有密切关系,仅在驱动器工作在位置方式时有效,当伺服电机停止运行时,增加位置环比例增益,能提高伺服电机的刚性,即锁机力度。
伺服电机的分类:
直流伺服电机和交流伺服电机:
   直流伺服电机的输出转速与输入电压成正比,并能实现正反向速度控制。具有起动转矩大,调速范围宽,机械特性和调节特性的线性度好,控制方便等优点,但换向电刷的磨损和易产生火花会影响其使用寿命。近年来出现的无刷直流伺服电机避免了电刷摩擦和换向干扰,因此灵敏度高,死区小,噪声低,寿命长,对周围电子设备干扰小。
   直流伺服电机的输出转速/输入电压的传递函数可近似视为一阶迟后环节,其机电时间常数一般大约在十几毫秒到几十毫秒之间。而某些低惯量直流伺服电机(如空心杯转子型、印刷绕组型、无槽型)的时间常数仅为几毫秒到二十毫秒。
   小功率规格的直流伺服电机的额定转速在3000r/min以上,甚至大于10000r/min。因此作为液压阀的控制器需配用高速比的减速器。而直流力矩伺服电机(即低速直流伺服电机)可在几十转/分的低速下,甚至在长期堵转的条件下工作,故可直接驱动被控件而不需减速
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。
   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。
速度环参数调整的原则:
速度环积分时间常数对于伺服系统来说为延迟因素,因此设定过大会延长定位时间,使响应性变差,当惯量较大有震动时若不加大,机械又
会出现震动,要根据实际情况来调,设定的比较小,在定位时虽然偏差脉冲可能会更接近于0,但是达到稳定状态所需的时间可能会变长。
保证速度环系统稳定,不振荡的前提下,使速度环响应最快,并且系统稳定工作。简单的方法是,提高速度环的比例增益,直至系统发生振荡,然后再降低一点速度环的比例增益,即为刚度较好速度环比例增益。
速度环积分时间常数调整的原则:
   为了保证系统稳定的工作,应该调整速度环积分时间常数。调整的原则是,负载惯量折算到电机轴上的值与电机转子惯量的倍数越大,速度环积分时间常数的值应增加越大。速度环积分时间常数的提高,需相应的提高速度环比例增益,以提高速度环的响应时间。这二个参数的调整,是一个反复的过程,需要对负载准确的认识与经验。
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)。 

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