伺服电机的分类及原理

2024-03-10 新闻资讯

  “伺服”一词源于希腊语“奴隶”的意思。“伺服电机”能够理解为绝对服从控制信号指挥的电机:在控制信号发出之前,转子静止不动;当控制信号发出时,转子立即转动;当控制信号消失时,转子能即时停转。

  伺服电机是自动控制装置中被用作执行元件的微特电机,其功能是将电信号转换成转轴的角位移或角速度。伺服电动机又称执行电动机,在自动控制系统中用作执行元件,把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。

  交流伺服电机的基本构造与交流感应电动机(异步电机)相似。在定子上有两个相空间位移90°电角度的励磁绕组Wf和控制绕组WcoWf,接恒定交流电压,利用施加到Wc上的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、响应快速、灵敏度较高以及机械特性和调节特性的非线性度指标严格(要求分别小于10%~15%和小于15%~25%)等特点。

  优点:速度控制精确,转矩速度特性很硬,控制原理简单,使用起来更便捷,价格便宜。

  直流伺服电机基本构造与一般直流电动机相似。电机转速n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j,式中E为电枢反电动势,K为常数,j为每极磁通,Ua、Ia为电枢电压和电枢电流,Ra为电枢电阻,改变Ua或改变φ,均可控制直流伺服电动机的转速,但一般都会采用控制电枢电压的方法,在永磁式直流伺服电动机中,励磁绕组被永久磁铁所取代,磁通φ恒定。**直流伺服电动机拥有非常良好的线性调节特性及快速的时间响应。

  优点:速度控制特性良好,在整个速度区内可实现平滑控制,几乎无振荡,90%以上的高效率,发热少,高速控制,高精确度位置控制(取决于编码器精度),额定运行区域内,可实现恒力矩,惯量低,低噪音,无电刷磨损,免维护(适用于无尘、易爆环境)。

  缺点:控制较复杂,驱动器参数需要现场调整PID参数确定,需要更加多的连线。

  有刷电机成本低,结构相对比较简单,启动转矩大,调速范围宽,控制容易,要维护,但维护方便(换碳刷),产生电磁干扰,对使用环境有要求,通常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,力矩稳定转动平滑,控制复杂,智能化,电子换相方式灵活,可以方波或正弦波换相,电机免维护,高效率节约能源,电磁辐射小,温升低寿命长,适用于各种环境。

  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,其功率范围大,功率能做到很大,大惯量,最高转速低,转速随功率增大而匀速下降,适用于低速平稳运行场合

  伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制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将反馈信号传给驱动器,对反馈值与目标值作比较,从而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)。

  交流伺服电机的性能要好一些,因为交流伺服是正弦波控制,转矩脉动小;而无刷直流伺服是梯形波控制。但无刷直流伺服实现控制最简单,便宜。

  永磁交流伺服驱动技术的迅猛发展使直流伺服系统面临被淘汰的危机[/p][p=30,2,left]20世纪80年代以来,随着集成电路、电力电子技术和交流可变速驱动技术的发展,永磁交流伺服驱动技术有了突出的发展,各国著名电气厂商相继不断推出新的交流伺服电机和伺服驱动器系列新产品。交流伺服系统已成为当代高性能伺服系统的主要发展趋势,使直流伺服系统面临被淘汰的危机。

  交流伺服电动机定子的构造基本上与电容分相式单相异步电动机相似。其定子上装有两个位置互差90°的绕组,一个是励磁绕组Rf,它始终接在交流电压Uf上;另一个是控制绕组L,联接控制信号电压Uc。所以交流伺服电动机又称两个伺服电动机。

  交流伺服电动机的转子通常做成鼠笼式,但为了使伺服电动机具有较宽的调速范围、线性的机械特性,无“自转”现象和快速响应的性能,它与普通电动机相比,应具有转子电阻大和转动惯量小这两个特点。目前应用较多的转子结构有两种形式:一种是采用高电阻率的导电材料做成的高电阻率导条的鼠笼转子,为了减小转子的转动惯量,转子做得细长;另一种是采用铝合金制成的空心杯形转子,杯壁仅0.2-0.3mm,空心杯形转子的转动惯量很小,反应迅速,而且运转平稳,因此被广泛采用。

  交流伺服电动机在没有控制电压时,定子内只有励磁绕组产生的脉动磁场,转子静止不动。当有控制电压时,定子内便产生一个旋转磁场,转子沿旋转磁场的方向旋转,在负载恒定的情况下,电动机的转速随控制电压的大小而变化,当控制电压的相位相反时,伺服电动机将反转。

  交流伺服电动机的工作原理与电容运转式单相异步电动机虽然相似,但前者的转子电阻比后者大得多,所以伺服电动机与电容运转式异步电动机相比,有两个显著特点:

  1. 起动转矩大:由于转子电阻大,使转矩特性(机械特性)更接近于线性,而且具有较大的起动转矩。因此,当定子一有控制电压,转子立即转动,即具有起动快、灵敏度较高的特点。

  2. 运行范围宽:运行平稳、噪音小。[/p][p=30,2,left]3、无自转现象:运转中的伺服电动机,只要失去控制电压,电机立马停止运转。

  电机定子和转子是电机的重要组成部分,它们协同工作实现电机的运转。本文将详细的介绍电机定子和转子的工作原理以及它们之间的区别。 一、电机定子 电机定子是电机的一个固定部分,通常由铁芯、绕组和机座等组成。它是电机中的一个重要组成部分,最大的作用是产生磁场。 铁芯 电机定子中的铁芯是由导磁性能良好的硅钢片叠压而成。它的作用是构成电机的主磁路,同时固定绕组。铁芯一般由内铁和外铁两层组成,内铁上套有绕组,外铁上套有端盖。 绕组 绕组是电机定子的另一个重要组成部分,它是用绝缘导线按一定形状和方式绕制而成。绕组的作用是在通电后产生磁场,实现电能向机械能的转换。根据电源的相数不同,绕组可大致分为单相绕组和三相绕组等类型。 机座 机座是电机定子的外壳

  金属转子流量计是用来测量液体、气体以及蒸汽的流量,很适合低流速流量的介质流量的测量。金因此,金属转子流量计应用注重点如下: 1、金属转子流量计必须垂直安装,所测流体自下而上流经锥管,进出口保证有5倍仪表口径的直管段,对于新安装的管路,流量计安装前应将管道冲洗干净。 2、在流量计上游应安装阀门,在下游5~10倍仪表口径处安装流量调节阀。对于小口径仪表在上游应安装过滤器,若被测介质中含有磁性物质,则应在流量计前安装磁过滤器。 3、为便于检修和更换流量计,在仪表安装时需接旁道管路。 4、金属转子流量计需要定期清洗,尤其当被测介质较脏时,更应及时清洗管子与浮子。这样保持长期稳定的测量。 5、金属管转子流量计的测量准确度一般为2.5级,当要

  可编程控制器(PLC)因其结构紧密相连,使用起来更便捷,具有很强的适应性等优点,在交通灯控制领域应用广泛。鉴于此,本文介绍一种基于S7-200 PLC信号灯控制管理系统的设计的具体方案,通过用可编程控制器(S7-200 PLC)控制交通灯模拟工作,详细叙述了交通灯的PLC控制管理系统的设计方法。该设计的具体方案详细的介绍了交通灯的PLC控制管理系统的设计过程,列出了具体的输入输出地址,并给出了系统梯形图的设计。该PLC控制管理系统在对交通灯的模拟控制中取得了良好的效果,完全满足本系统提出的控制要求。 0引言 交通信号灯的出现,使交通得以有效管制,对于疏导交通流量、提高道路通行能力,减少交通事故有显著效果。为实现交通道路的管理,力求交通管理先进性、科学化。用可编程控制器

  城市路灯指的是在城区提供给道路照明的灯具,城市路灯具有光亮强度大,功率高,分布范围广,数量众多的特点,从而使得路灯的能耗在整个城市用电中占有一定的比例。如何合理有效即时的控制路灯的开关,使得既能确保城市照明的需要,又能够最大限度的节省能耗是对于路灯管理的最大挑战。针对路灯的管理,人们想出了各种办法,比如带时间控制控制模块,在设定的时间点上开关路灯,还有就是声控光控路灯在光线充足,无人行走的时候自动关闭路灯。但是上述各种办法存在各种各样的缺陷,不能完全适应多变的情况,人们需要更便利的控制管理办法。 基于城市对于路灯的各种需要,城市路灯管理系统要遵循“分散控制,集中管理”的原则实施管控,即路灯控制器分散配置在各个路灯箱里面,控制器

  今天为我们讲述解答的是关于PLC控制伺服电机三种方式: 一、转矩控制 二、位置控制 三、速度模式 一、转矩控制 转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小,具体表现为例如10V对应5Nm的线Nm:如果电机轴负载低于2.5Nm时电机正转,外部负载等于2.5Nm时电机不转,大于2.5Nm时电机反转(通常在有重力负载情况下产生)。 能够最终靠即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小,也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。 二、位置控制 位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小,通过脉冲的个数来确定转动的角度,也有些伺服可

  三种方式 /

  摘要:以单周控制理论为基础,介绍了基本拓扑DC/DC变换器——Buck、Boost、 Buck?Boost在单周控制方式下的工作原理;建立了统一的控制方程;建立了这三种变换器在单周控制下的交流小信号模型,并给出了规范化的统一模型;以统一模型为基础,设计了一个Buck变换器。 关键词:单周控制;变换器;模型;设计 AC Small Signal Model and Design of One-cycle Controlled DC/DC Converters DU Xiong,XIE Pin-fang,SU Xiang-feng Abstract:Based on the one-cycle control theory t

  模型与设计 /

  伺服电机编码器在更换了相应的编码器以后,大多数都要进行一定的调零对位。伺服电机编码器调零对位一般设计到伺服电机编码器的拆除,在拆除伺服电机编码器时要对伺服电机编码器的安装的地方进行记录,保证伺服电机的正常云运行。 伺服电机编码器调零的含义 1、伺服电机的控制原理是采用矢量控制方式来控制和驱动的,因此将编码器在电机轴上的安装角度称为零点。这里必须要格外注意的一点是不同系列的伺服电机其安装的角度值不同。 2、伺服电机零点误差大,电机的无功电流也会增大,转矩不会随着电流增大而增大,因此电机会表现无力,也就是转矩不够,甚至会出现电机无法运行的情况,正常的情况下,不建议对伺服电机的编码的安装的地方和角度做调整。 3、伺服电机编

  1 引言 某特殊用途无刷力矩电机的转子位置传感器原为光电传感器,因为用途改变,其转子位置传感器、安装方法和驱动电路等均需另行设计,原电机的可用部分只有定子和转子,用其作为电机并不完整,无安装外壳和转子支撑轴,而且也无内嵌于电机中的转子位置传感器,要使其正常运作,要设计安装外壳、转子支撑轴,转子位置传感器和相应的驱动电路。 2 无刷力矩电机驱动电路 2.1 UGN3175型转子位置传感器及其放置方法 锁存型霍尔集成电路(磁敏式位置传感器)是一种开关型电路,其动作值BOP和返回值BRP相对S极和N极是对称动作的,如图1(c)所示。UGN3175锁存型霍尔集成电路是一种对称双极性开关,其外形、内部电路及输出特性如图1所示,它的动作区在

  直播回放: 国产芯 - 先楫800MHz RISC-V MCU高能秀,岂止控4只伺服电机

  TI C2000 Piccolo 单芯片 - 实现双轴伺服电机和马达控制

  报名赢【养生壶、鼠标】等|STM32 Summit全球在线大会邀您一起解读STM32方案

  有奖征文:邀一线汽车VCU/MCU开发工程师,分享开发经验、难题、成长之路等

  MPS电机研究院 让电机更听话的秘密! 第一站:电机应用知识大考!第三期考题上线,跟帖赢好礼~

  FP6276是一款电流模式同步升压型DC-DC转换器,pwm psm控制。它的pwm电路,内置55mΩ高侧开关和55mΩ低侧开关使该调节器具备高节能。内部 ...

  红外遥控技术在我们日常生活中的应用可以说是十分普遍了,凡是涉及到遥控人们第一个想到的就是红外遥控。红外遥控的发射电路是采用红外发光 ...

  FP6293是远翔一款DC-DC升压IC,工作电压2 6-5 5V,最高12V输出电压可调,内置0 14MQ,3 5A,18V功率MOSFET,工作频率是1MHz,关机电流0 1μA,典型 ...

  FP6277是台湾远翔的一款同步整流升压IC,封装为SOP-8(EP),它的PWM 电路内置 30mΩ高压侧开关和30mΩ低压侧开关,使该调节器具备极高的功 ...

  FP6298低噪声4 5A升压型电流模式PWM转换器。FP6298是电流模式的升压型DC-DC转换器。这是PWM电路,内置0 08Ω功率MOSFET,使该稳压器高节能 ...

  站点相关:嵌入式处理器嵌入式操作系统开发相关FPGA/DSP总线与接口数据处理消费电子工业电子汽车电子其他技术存储技术综合资讯论坛电子百科