伺服電機(jī)(servo motor)是指在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī),是一種補(bǔ)助馬達(dá)間接變速裝置。伺服電機(jī)可使控制速度,位置精度非常準(zhǔn)確,可以將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象。伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號(hào)控制,并能快速反應(yīng),在自動(dòng)控制系統(tǒng)中,用作執(zhí)行元件,且具有機(jī)電時(shí)間常數(shù)小、線性度高、始動(dòng)電壓等特性,可把所收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動(dòng)機(jī)兩大類,其主要特點(diǎn)是,當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象,轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。伺服電機(jī)在車輛控制系統(tǒng)中的應(yīng)用案例有電動(dòng)汽車、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、電動(dòng)自行車等。上海英威騰DL310伺服電機(jī)編碼器
伺服驅(qū)動(dòng)器控制伺服電機(jī)的三種方法:
位置控制模式:通常,位置控制模式通過外部輸入脈沖的頻率確定旋轉(zhuǎn)速度,并通過脈沖的數(shù)量確定旋轉(zhuǎn)角度。一些伺服系統(tǒng)可以通過通信直接給速度和位移賦值。因?yàn)槲恢媚J娇梢試?yán)格控制速度和位置,所以它通常應(yīng)用于定位設(shè)備。
扭矩控制模式:轉(zhuǎn)矩控制方式是通過輸入外部模擬量或分配直接地址來設(shè)定電機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩??梢酝ㄟ^即時(shí)改變模擬量的設(shè)定來改變?cè)O(shè)定的轉(zhuǎn)矩,也可以通過通訊改變對(duì)應(yīng)地址的值來實(shí)現(xiàn)。主要用于對(duì)材料有嚴(yán)格要求的卷繞和放卷裝置,如卷繞裝置或光纖拉絲設(shè)備。
速度模式:轉(zhuǎn)速可以通過模擬量的輸入或脈沖的頻率來控制,當(dāng)有上位控制裝置的外環(huán)PID控制時(shí),可以定位轉(zhuǎn)速模式,但電機(jī)的位置信號(hào)或直接負(fù)載的位置信號(hào)必須反饋到上位進(jìn)行計(jì)算。 上海英威騰DA200伺服電機(jī)編碼器伺服電機(jī)的控制方式可以是位置控制、速度控制或扭矩控制,根據(jù)應(yīng)用需求選擇合適的控制方式。
伺服電動(dòng)機(jī)與普通電動(dòng)機(jī)的區(qū)別如下:
伺服電機(jī)能夠做到控制,可以控制讓轉(zhuǎn)多少就轉(zhuǎn)多少,而普通電機(jī)轉(zhuǎn)速過快,扭力過小,自身沒有反饋,所以沒辦法做到的控制。伺服電機(jī)是經(jīng)過經(jīng)過反應(yīng)編碼器的同步信號(hào)知道轉(zhuǎn)子改換的磁場(chǎng),所以能夠完成控制,但是普通電機(jī)沒有同步信號(hào)要求。伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)是閉環(huán)反饋控制,需要使用伺服驅(qū)動(dòng)器,但是普通電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)相對(duì)來說比較簡(jiǎn)單。伺服電機(jī)的價(jià)格通常要比普通電動(dòng)機(jī)更貴,而且故障類型更多,維修更麻煩。普通電機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)合主要是電動(dòng)玩具、剃須刀之類的普通電器,而伺服電機(jī)需求經(jīng)過電機(jī)后端的傳感器及編碼器反應(yīng)速度、方位或力矩參考值給配套驅(qū)動(dòng)器,再由驅(qū)動(dòng)器實(shí)時(shí)調(diào)整驅(qū)動(dòng)電流按用戶指定值來操控電機(jī)旋轉(zhuǎn)。
伺服電機(jī)編碼器調(diào)零對(duì)位方法如下:
將三個(gè)電阻值相等的電阻連接成星型,然后將星型連接的三個(gè)電阻連接到電機(jī)上UVW三相繞組引線。通過觀察電機(jī)U相輸入和星形電阻的中點(diǎn),可以近似地得到電機(jī)的U相反電勢(shì)波形。根據(jù)操作的方便性,調(diào)整編碼器轉(zhuǎn)軸與電機(jī)軸的相對(duì)位置,或編碼器外殼與電機(jī)外殼的相對(duì)位置。在調(diào)整的同時(shí),觀察編碼器U相信號(hào)的上升邊緣和電機(jī)U相反電位波形從低到高的過零點(diǎn),使上升邊緣與過零點(diǎn)重合,鎖定編碼器與電機(jī)的相對(duì)位置關(guān)系,完成對(duì)齊。 隨著工業(yè)日益發(fā)展,科學(xué)不斷進(jìn)步同服電機(jī)未來將往更輕量型、更小型、更智能化、響應(yīng)速度更高等方向發(fā)展。
伺服電機(jī)選型的注意事項(xiàng)1、有些系統(tǒng)如傳送裝置,升降裝置等要求伺服電機(jī)能盡快停車,而在故障、急停、電源斷電時(shí)伺服器沒有再生制動(dòng),無法對(duì)電機(jī)減速。同時(shí)系統(tǒng)的機(jī)械慣量又較大,這時(shí)對(duì)動(dòng)態(tài)制動(dòng)器的要依據(jù)負(fù)載的輕重、電機(jī)的工作速度等進(jìn)行選擇。2、有些系統(tǒng)要維持機(jī)械裝置的靜止位置,需電機(jī)提供較大的輸出轉(zhuǎn)矩,且停止的時(shí)間較長(zhǎng)。如果使用伺服的自鎖功能,往往會(huì)造成電機(jī)過熱或放大器過載,這種情況就要選擇帶電磁制動(dòng)的電機(jī)。3、有的伺服驅(qū)動(dòng)器有內(nèi)置的再生制動(dòng)單元,但當(dāng)再生制動(dòng)較頻繁時(shí),可能引起直流母線電壓過高,這時(shí)需另配再生制動(dòng)電阻。再生制動(dòng)電阻是否需要另配,配多大,可參照相應(yīng)樣本的使用說明來配。4、如果選擇了帶電磁制動(dòng)器的伺服電機(jī),電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量會(huì)增大,計(jì)算轉(zhuǎn)矩時(shí)要進(jìn)行考慮。
伺服電機(jī)具有高效節(jié)能的特點(diǎn),適用于需要節(jié)能降耗的場(chǎng)合,例如風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽能設(shè)備等。上海英威騰DL310伺服電機(jī)編碼器
伺服電機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)器有以下區(qū)別:
性質(zhì)不同:伺服電機(jī)是執(zhí)行機(jī)構(gòu),指在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī);伺服驅(qū)動(dòng)器是用來控制伺服電機(jī)的控制器。
作用不同:伺服電機(jī)可使控制速度,位置精度非常準(zhǔn)可以將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象;伺服驅(qū)動(dòng)器主要用于高精度的定位系統(tǒng),一般通過位置、速度、力矩三種方式對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行控制,屬于傳動(dòng)技術(shù)的產(chǎn)品。
伺服電機(jī)一定要用伺服控制器驅(qū)動(dòng)。伺服電機(jī)和伺服控制器是一個(gè)有機(jī)的整體,伺服電機(jī)運(yùn)行性能是電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器二者配合所反映的綜合效果. 上海英威騰DL310伺服電機(jī)編碼器