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伺服电机运用颇深,近乎全部的智能控制系统中须要采用。比如测速电机,它的输出正比例于电机的速度;或是齿轮盒推动电位器单位,它的输出正比例于电位器挪动的地方.当这种电机与适度的功率调节反馈环协调时。
它的速度能够与外部振荡器频率锁死,或与外部位移调节旋钮做好锁定。唱机或激光唱机的轮盘常见伺服电机。天线运转系统,遥控模型飞机和舰船也都需要采用伺服电机。
伺服电机使用的是三相同步电机,其特点是转子:
没有三相异步电机中的鼠笼条;转子上有很多贴片,是永磁铁(钕铁硼)材料。这样来看,转子其实自带磁场,而不像异步电机是靠感应电流产生的磁场。
永磁铁有两种安装方式:
1是表贴式,也就是图中样式,永磁铁是贴在表面的;
2是内嵌式,需要在转子上打孔,将永磁材料填充进去;
表贴式:具有结构简单、制造成本较低、转动惯量小等优点;
内嵌式:如果转速够快,例如1wr/min甚至3wr/min,还是用内嵌式较好;
转子冲片机械强度高、安装永磁体后转子不易变形等。
以常见的感应式电机三相异步电机作比较:
伺服电机与普通电机大的区别在于电机转子和反馈装置。伺服电机转子表面贴有强力磁钢片,因此可以通过定子线圈产生的磁场控制转子的位置,并且加减速特性远普通电机。反馈装置可以反馈电机转子位置到伺服驱动器,伺服电机常用的反馈装置有光学编码器、旋转变压器等。
伺服电机是一种补助马达间接变速装置,在伺服系统中控制机械元件运转,是一种可以连续旋转的电-机械转换器,又称执行电动机。伺服电机可控制速度、位置等,在应用中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。
其主要特点是:当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降;
其作用:可使控制速度,位置精度非常准确。
伺服电机分为直流伺服电动机和交流伺服电动机两大类。
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,它的功率范围大,可以做到很大的功率。大惯量,高转动速度低,且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。
直流伺服电机分为无刷和有刷电机。
1、无刷电机体积小,重量轻,出力大,响应快,速度高,惯量小,转动平滑,力矩稳定。控制复杂,容易实现智能化,其电子换相方式灵活,可以方波换相或正弦波换相。电机免维护,效率很高,运行温度低,电磁辐射很小,命,可用于各种环境。
2、有刷电机成本低,结构简单,启动转矩大,调速范围宽,控制容易,需要维护,但维护方便(换碳刷),产生电磁干扰,对环境有要求。因此它可以用于对成本较高的普通工业和民用场合。
两相混合式步进电机步距角一般为 1.8°、0.9°,五相混合式步进电机步距角一般为0.72 °、0.36°。也有一些的步进电机通过细分后步距角更小。如山洋公司(SANYO DENKI)生产的二相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°,兼容了两相和五相混合式步进电机的步距角。
交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器。以全数字式交流伺服电机为例,对于带标准2000线编码器的电机而言,由于驱动器内部采用了四倍频技术,其脉冲当量为360°/8000=0.045°。对于带17位编码器的电机而言,驱动器每接收131072个脉冲电机转一圈,即其脉冲当量为360°/131072=0.0027466°,是步距角为1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。
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