伺服電機(jī)工作原理及控制器電路

1、何服電機(jī)I作原理及控制器電路伺服電機(jī)是 種傳統(tǒng)的電機(jī)。它是白動(dòng)裝寛的執(zhí)行元件。伺服電機(jī)的靈大特點(diǎn)是町控。在有 控制信號(hào)時(shí)，伺服電機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)，且轉(zhuǎn)速大小正比于控制電壓的大小。去掉控制電壓后,伺服 電機(jī)就立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)。伺服電機(jī)的應(yīng)用其廣，兒乎所有的自動(dòng)控制系統(tǒng)都需耍用到。在家電 產(chǎn)品中，例如錄相機(jī)、激光唱機(jī)等都是不可缺少的蟲要組成部分。1.簡單伺服電機(jī)的I:作原理圖22示出了伺服電機(jī)的最簡單的應(yīng)用。電位器RV4山何服電機(jī)帶動(dòng)。電機(jī)可選用電流不超過700mA,電壓為12-24V的任種伺服電機(jī)。圖| RV1和RV2是接成惠斯登 (Wheatstone)電橋。集成電路LM378兄或路4瓦功率放大交流伺服電

2、機(jī)的I作原理 伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁佚，驅(qū)動(dòng)器控制的U/V/W三相電 丿呂成電磁場，轉(zhuǎn)子拿此磁場的作用卜轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)電機(jī)口帶的編碼器反饋倍號(hào)給馳動(dòng)器，驅(qū)動(dòng) 器根據(jù)反慣位與H標(biāo)值進(jìn)行比較，調(diào)軟轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度-伺服電機(jī)的粘度決定編碼器的梢 度(線數(shù))交流伺服電機(jī)的基本常識(shí)交流伺服電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)上耍町分為兩部分，即定子部分和轉(zhuǎn)子部分。其中定子的結(jié)構(gòu)與 旋轉(zhuǎn)變斥器的定子城本相同，在定子鐵心中也安放若空間互成90度電角度的兩相繞組。其 中細(xì)為激做繞組,另紐為控制繞組，交流伺服電動(dòng)機(jī)種兩相的交流電動(dòng)機(jī)，交流伺 服電動(dòng)機(jī)使用時(shí)，激磁繞紐兩端施加恒定的激磁電爪Uf.控制繞紐兩端施加控制電爪Uke 出定了繞紐加上

3、電壓后，伺服電動(dòng)機(jī)很快就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)起來。通入勵(lì)磁繞紐及控制繞紐的電流 在電機(jī)內(nèi)-個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向決定了電機(jī)的轉(zhuǎn)向，當(dāng)任總個(gè)繞組上所加的 電壓反相時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場的方向就發(fā)生改變，電機(jī)的方向也發(fā)生改變。為了在電機(jī)內(nèi)形成- 個(gè)圓形旋轉(zhuǎn)磁場，要求激磁電爪Uj和控制電卜k UK之間應(yīng)有90度的郴位并，常用的方法冇:1丿利川三相電源的相電床和線電斥構(gòu)成90度的移相2丿利用三相電源的任意線電床：3）采用移相網(wǎng)絡(luò)4）在激碗相中串聯(lián)電容器交流伺服電機(jī)及其調(diào)速分類和特點(diǎn)*長期以來，在要求調(diào)速性能較高的場合，育占據(jù)主導(dǎo)地位的兄應(yīng)用血流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 系統(tǒng)。但門流電創(chuàng)機(jī)都存仕吐同有的缺點(diǎn)如電刷和換向器易磨損，需經(jīng)常

4、維護(hù)。換向益 換向時(shí)會(huì)產(chǎn)火花，使電動(dòng)機(jī)的最高速度受到限制，也使應(yīng)用環(huán)境受到限制，mjii.fi流電動(dòng) 機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造閑難，所用鋼鐵材料消耗大，制造成本高。向交流電動(dòng)機(jī)，特別是鼠籠式 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)沒有上述缺點(diǎn)，且轉(zhuǎn)子慣笊較立流電機(jī)小，便得動(dòng)態(tài)響應(yīng)更好。在同樣休積卞， 交流電動(dòng)機(jī)輸出功率可比嵐流電動(dòng)機(jī)提高10%70%,此外，交流電動(dòng)機(jī)的容鉄町比冇流 電動(dòng)機(jī)造得大，達(dá)到更高的電丿k和轉(zhuǎn)速?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床都傾向采用交流伺服驅(qū)動(dòng)，交流伺服 驅(qū)動(dòng)已有収代血流伺服驅(qū)動(dòng)之勢。分類和特點(diǎn)1.異步型交流伺服電動(dòng)機(jī)界步熨空流伺服電動(dòng)機(jī)指的楚交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。它有三相和忖II之分，也有鼠籠式和線 繞式，通常多用鼠籠式三相

5、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。其結(jié)構(gòu)簡甲，與同容吊的ri流電動(dòng)機(jī)相比，質(zhì)吊輕 1/2,價(jià)格僅為血流電動(dòng)機(jī)的1/3。缺點(diǎn)足不能經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)范用很廣的平滑調(diào)速，必須從電網(wǎng) 吸收沿后的勵(lì)碗電流。因啲令電網(wǎng)功率因數(shù)變壞。這種鼠籠轉(zhuǎn)子的異步型交流伺服電動(dòng)機(jī)簡稱為界步熨交流伺服電動(dòng)機(jī)，用IM表示，2.同步型交流伺服電動(dòng)機(jī)同步型交流伺服電動(dòng)機(jī)雖較感咸電動(dòng)機(jī)復(fù)雜，但比立流電動(dòng)機(jī)簡中：它的定子與感應(yīng)電 動(dòng)機(jī)樣，都在定子上裝有對(duì)稱三相繞m. ifu轉(zhuǎn)子卻不同，按不同的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)又分電磁式及 非譬式曲大類。非巾磁代乂分為磁滯式、永磁式和反應(yīng)式名利苴中磁汕式和反應(yīng)式同步 電動(dòng)機(jī)存在效率低、功率因數(shù)較怎、制造容晴不大籌缺點(diǎn)。數(shù)控機(jī)床中多川水

6、磁式同步電動(dòng) 機(jī)。與電磁式相比，永磁工優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、效率較高；缺點(diǎn)是體積大、啟動(dòng)特 性欠佳。但永磁工同步電動(dòng)機(jī)采用高剩磁感應(yīng)，高矯頑力的稀土類磁鐵后，町比現(xiàn)流電動(dòng)外 形尺寸約小1/2.質(zhì)杲減輕60%,轉(zhuǎn)子慣最減到fl流電動(dòng)機(jī)的1/5。它與異步電動(dòng)機(jī)柑比，山 j采用r永磁鐵勵(lì)磁，消除r勵(lì)磁損耗及有關(guān)的雜散損耗，所以效率高，乂因?yàn)闆]有電磁代 同步電動(dòng)機(jī)所需的集電環(huán)和電刷等，其機(jī)械對(duì)靠性與感應(yīng)（界步）電動(dòng)機(jī)相同，i何功率因數(shù) 卻大犬高F異步電動(dòng)機(jī)，從ifutt/k磁同步電動(dòng)機(jī)的體積比異步電動(dòng)機(jī)小些。這是因?yàn)樵诘退?時(shí)，感應(yīng)（異步）電動(dòng)機(jī)由于功率因數(shù)低,輸岀同樣的有功功率時(shí),它的視在功率卻

7、要大得 多，而電動(dòng)機(jī)主要尺、是據(jù)視在功率呦定的。交流伺服電機(jī)的優(yōu)良性能1控制梢度高步進(jìn)電機(jī)的步距角般為仁8a （兩相）或072 （五相），I佃交流伺服電機(jī)的梢度収決 J：電機(jī)編碼器的稍度。以伺服電機(jī)為例，貝:編碼器為I6位，驅(qū)動(dòng)器每接收2 =65 536個(gè)脈沖. 電機(jī)轉(zhuǎn)圈,其脈沖當(dāng)最為360 /65 536=0, 0055 :并實(shí)現(xiàn)了位置的閉環(huán)控制.從根本上 克服了步進(jìn)電機(jī)的失步問題。2矩頻特性好步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速的升高而下降，口在較高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)急劇下降，莫I.作轉(zhuǎn)速 般在每分鐘幾十轉(zhuǎn)到幾百轉(zhuǎn)。而交流伺服電機(jī)在其額定轉(zhuǎn)速（般為2000r / min或3000r/rain）以內(nèi)為恒轉(zhuǎn)矩輸出，

8、在額迫轉(zhuǎn)速以E為恒功率輸出。3具有過載能力以松卜交流伺服電機(jī)為4加速性能好步進(jìn)電機(jī)空載時(shí)從靜止加速到毎分鐘幾ri轉(zhuǎn)，需要200400ms：交流伺服電機(jī)的加速 性能較好.編輯本段 交流伺服電機(jī)在包裝機(jī)械I:的應(yīng)用1在物料計(jì)量方面的應(yīng)用粉狀物料的計(jì)最，常用螺桿計(jì)吊的方式.通過螺桿旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)的多少來達(dá)到計(jì)吊的目的: 為了提高il吊的精度，要求螺桿的轉(zhuǎn)速可調(diào)、位邊定位準(zhǔn)確，如果用交流伺服電機(jī)來驅(qū)動(dòng)螺 桿，利用交流伺服電機(jī)控制梢度髙、矩頻特性好的優(yōu)點(diǎn)可以達(dá)到快速梢確計(jì)吊同樣.對(duì)粘稠 休物料的計(jì)吊，可以采用交流伺服電機(jī)來驅(qū)動(dòng)齒輪泵，通過齒輪泵的 対齒輪的嚙臺(tái)來進(jìn)行 計(jì)鼠。2在橫封裝置和定長裁切機(jī)柯上的應(yīng)用

9、在制袋式自動(dòng)包裝機(jī)械小，橫封裝置是個(gè)重要的機(jī)構(gòu)，它不僅要求定位準(zhǔn)確.還要求 橫向封臺(tái)時(shí)橫封輪的線速度與薄膜供送的速度相等，血丄在橫封輪對(duì)滾后，橫封輪的轉(zhuǎn)速應(yīng) 增大，即以較快的速度相分離。WWW docjnLcnrn傳統(tǒng)的方法是通過偏心輪或曲柄導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)等機(jī)械的方弍來實(shí)現(xiàn)的.這樣不僅機(jī)構(gòu)復(fù)朵、 可靠性低，口調(diào)幣十分麻煩.如果用交流伺服電機(jī)來驅(qū)動(dòng)橫封輪，可以利用交流伺服電機(jī)優(yōu) 良的運(yùn)動(dòng)性能，通過交流伺服電機(jī)的非恒速運(yùn)動(dòng)來滿足橫向封I的要求，提高I作質(zhì)吊和效 率。3在供送物料方而的應(yīng)用包裝機(jī)械供送物料的I作方式有間歇式和連續(xù)式兩類.在間歇式供送物料方式屮如在間歇式制袋包裝機(jī)上，以前，包裝膜的供送多采用

10、曲柄 連桿機(jī)構(gòu)間歇拉帶的方不僅結(jié)構(gòu)復(fù)朵，調(diào)報(bào)也閑難。如果用交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)拉帶輪， 町以在控制器中爭先設(shè)定交流伺服迫機(jī)毎次運(yùn)行的距離、運(yùn)行的時(shí)間和停頓的時(shí)間，利用交 流伺服電機(jī)的優(yōu)良加速和定位性能，達(dá)到準(zhǔn)確控制供送薄脫的長度的II的。尤其是在從有色 標(biāo)糾偏裝置的控制系統(tǒng)中，通過色標(biāo)檢測開關(guān)檢測到的偏差信號(hào)，經(jīng)控制器輸送到交流伺服 電機(jī).交流伺服電機(jī)優(yōu)良的加速性能和控制精度，可以便偏崖得到快速準(zhǔn)確的糾止。深圳市易控機(jī)電有限公司上營的步進(jìn)伺服系統(tǒng)主要包括:直流伺服電機(jī)：DBM 交流伺服電機(jī)：DBL、ASMIT流伺服牀動(dòng)器：MCDC505、MCDC506. MCDC706交淤L伺服驅(qū)動(dòng)器：MCAC506. MCAC706. MCAC808步進(jìn)電機(jī)：42HS系列、57HS系列、86HS系列