伺服電機的工作原理

更新日期:2017-12-28
摘要:伺服電機是指在伺服系統中操控機械元件作業的發動機,也是一種補助馬達間接變速的裝置。
伺服电机
 
 
伺服电机是指在伺服系统中操控机械元件作业的发动机,也是一种补助马达间接变速的装置。它的工作原理相比较其它电机有些复杂,一般人很难掌握它,除非专业人士。下面要介绍的就是伺服電機的工作原理。
 
伺服電機可使操控速度,方位精度十分准確,能夠將電壓信號轉化爲轉矩和轉速以驅動操控對象。伺服轉子轉速受輸入信號操控,並能快速的反應,在自動操控系統中,用作執行元件,且具有機電時間常數小、線性度高、始動電壓等特性,可把所收到的電信號轉換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。分爲直流和交流伺服電動機兩大類,其主要特點是,當信號電壓爲零時無自轉現象,轉速跟著轉矩的增加而勻速下降。
 
工作原理:
 
1、伺服系統是使物體的位置、方位、狀況等輸出,被控量能夠跟從輸入目標(或給定值)的恣意改變的自動操控系統。伺服主要靠脈沖來定位,基本上能夠這樣了解,伺服電機接收到1個脈沖,就會旋轉1個脈沖對應的視點,然後完成位移,由于,伺服本身就具有發出脈沖的功能,因此伺服每旋轉一個視點,都會發出對應數量的脈沖,這樣,和伺服承受的脈沖構成了照應,或者叫閉環,如此一來,系統就會知道發了多少脈沖給伺服電機,同時又收了多少脈沖回來,這樣,就能夠很准確的操控電機的滾動,然後完成准確的定位,能夠達到0.001mm。直流伺服分爲有刷和無刷電機。有刷電機成本低,結構簡單,發動轉矩大,調速規模寬,操控簡單,需要保護,但保護不方便(換碳刷),發生電磁幹擾,對環境有要求。因此它能夠用于對成本靈敏的普通工業和民用場合。
 
無刷電機體積小,重量輕,出力大,呼應快,速度高,慣量小,滾動滑潤,力矩安穩。操控雜亂,簡單完成智能化,其電子換相方法靈活,能夠方波換相或正弦波換相。電機免保護,功率很高,運轉溫度低,電磁輻射很小,長壽命,可用于各種環境。
 
2、交流伺服電機也是無刷電機,分爲同步和異步電機,現在運動操控中一般都用同步電機,它的功率規模大,能夠做到很大的功率。大慣量,最高滾動速度低,且跟著功率增大而快速降低。因此適合做低速平穩運轉的使用。
 
3、伺服電機內部的轉子是永磁鐵,驅動器操控的U/V/W三相電構成電磁場,轉子在此磁場的效果下滾動,同時電機自帶的編碼器反應信號給驅動器,驅動器依據反應值與目標值進行比較,調整轉子滾動的視點。伺服電機的精度決定于編碼器的精度(線數)。
 
交流伺服電機和無刷直流伺服在功能上的差異:交流伺服要好一些,由于是正弦波操控,轉矩脈動小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比較簡單,廉價。