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收藏丨伺服电机知识汇总

  伺服电机是自动控制装置中用作执行元件的微特电机,其功能是将电信号转换为转轴的角位移或角速。伺服电机又称执行电机,用作自动控制系统中的执行元件,将收到的电信号转换为电机轴上的角位移或角速输出。

  伺服电机内的转子为永磁铁,驱动器控制U/V/W三相电形成电磁场,转子在这个磁场的作用下旋转。同时,电机自带的编码器将反馈信号传输给驱动器,比较反馈值和目标值,从而调整转子旋转角度。伺服电机的精度取决于编码器的精度(线数)。

  交流伺服电机的基本结构类似于交流感应电机(异步电机)。定子上有两个相位移90°励磁绕组的电角Wf和控制绕组WcoWf,连接恒定交流电压,施加到Wc交流电压或相位的变化达到控制电机运行的目的。交流伺服电机具有运行稳定、可控性好、响应快、灵敏度高、机械特性和调节特性严格的非线%)。

  直流伺服电机的基本结构与普通直流电机相似。电机转速n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j,式中E电枢反电动势,K为常数,j为每极磁通,Ua、Ia电枢电压和电枢电流,Ra改变电枢电阻Ua或改变φ,直流伺服电机的转速可以控制,但一般采用控制电枢电压的方法。在永磁直流伺服电机中,励磁绕组被永磁铁取代φ恒定。直流伺服电机具有良好的线性调节特性和快速的时间响应。

  交流伺服电机的优点:速度控制特性好,整个速度区可实现平稳控制,几乎无振荡,效率达90%以上,加热少,高速控制,高精度位置控制(取决于编码器的精度),可实现恒力矩、惯性低、噪音低、无刷磨损、免维护(适用于无尘易爆环境)。

  有刷电机成本低,结构简单,启动扭矩大,调速范围宽,控制方便,需要维护,但维护方便(碳刷),产生电磁干扰,需要使用环境,通常用于成本敏感的普通工业和民用场合。

  无刷电机体积小、重量轻、输出大、响应快、速度高、惯性小、扭矩稳定、旋转平稳、控制复杂、智能、电子变换方式灵活,可方波或正弦波变换、电机免维护、节能、电磁辐射小、温升长、适用于各种环境。

  交流伺服电机也是无刷电机,分为同步电机和异步电机。目前,同步电机一般用于运动控制,功率范围大,功率大,惯性大,最高速度低,速度随功率增加而均匀下降,适用于低速平稳运行。

  交流伺服电机的性能更好,因为交流伺服由正弦波控制,扭矩脉动小;无刷直流伺服由梯形波控制。但无刷直流伺服的控制相对简单、便宜。

  随着永磁交流伺服驱动技术的快速发展,直流伺服系统面临着被淘汰的危机,自20世纪80年代以来,随着集成电路、电力电子技术和交流变速驱动技术的发展,永磁交流伺服驱动技术得到了突出的发展,电气制造商不断推出新的交流伺服电机和伺服驱动系列产品。交流伺服系统已成为当代高性能伺服系统的主要发展方向,使直流伺服系统面临被淘汰的危机。