淺談伺服電機(不容錯過的電機小知識)

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淺談伺服電機(不容錯過的電機小知識)

伺服電機的資料

1、交流伺服電機的工作原理

伺服電機內部的轉子是永磁鐵,驅動器控制的 U/V/W三相電形成電磁場,轉子在此磁場的作用下轉動同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅動器, 驅動器根據反饋值與目標值進行比較, 調整轉子轉動的角度,所以伺服電機的精度決定於編碼器的精度(線數) 。

2、什麼是伺服電機?有幾種類型?工作特點是什麼?

答:伺服電動機又稱執行電動機,在自動控制系統中用作執行元件,原理是把所收到的電信號轉換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動機兩大類,其主要特點是,當信號電壓為零時無自轉現象,轉速隨著轉矩的增加而勻速下降。

3、問交流伺服電機和無刷直流伺服電機在功能上有什麼區別?

答:交流伺服要好一些,因為是正弦波控制,轉矩脈動小。而直流伺服是梯形波,但直流伺服比較簡單,便宜。

A、永磁交流伺服電動機的發展

20世紀80年代以來,隨著集成電路、電力電子技術和交流可變速驅動技術的發展,永磁交流伺服驅動技術有了突出的發展,各國著名電氣廠商相繼推出各自的交流伺服電動機和伺服驅動器系列產品並不斷完善和更新。交流伺服系統已成為當代高性能伺服系統的主要發展方向,使原來的直流伺服面臨被淘汰的危機。 90年代以後,世界各國已經商品化了的交流伺服系統是採用全數字控制的正弦波電動機伺服驅動,交流伺服驅動裝置在傳動領域的發展日新月異。

B、永磁交流伺服電動機同直流伺服電動機比較,主要優點有:

⑴無電刷和換向器,因此工作可靠,對維護和保養要求低。

⑵定子繞組散熱比較方便。

⑶慣量小,易於提高系統的快速性。

⑷適應於高速大力矩工作狀態。

⑸同功率下有較小的體積和重量。

自從德國 MANNESMANN 的 Rexroth公司的 Indramat 分部在 1978年漢諾威貿易博覽會上正式推出 MAC 永磁交流伺服電動機和驅動系統, 這標誌著此種新一代交流伺服技術已進入實用化階段。到20世紀80年代中後期,各公司都已有完整的系列產品,整個伺服裝置市場都轉向了交流系統。

早期的模擬系統在諸如零漂、抗干擾、可靠性、精度和柔性等方面存在不足,尚不能完全滿足運動控制的要求,近年來隨著微處理器、新型數字信號處理器( DSP)的應用,出現了數字控制系統,控制部分可完全由軟件進行。到目前為止,高性能的電伺服系統大多采用永磁同步型交流伺服電動機,控制驅動器多采用快速、準確定位的全數字位置伺服系統。典型生產廠家如德國西門子、美國科爾摩根和日本松下及安川等公司。

其中日本安川電機制作所推出的小型交流伺服電動機和驅動器, 其中 D 系列適用於數控機(最高轉速為1000r/min ,力矩為0.25~2.8N.m),R系列適用於機器人(最高轉速為 3000r/min ,力矩為0.016~0.16N.m)。之後又推出 M、F、S、H、C、G 六個系列。 20世紀90年代先後推出了新的 D系列和 R系列。由舊系列矩形波驅動、8051單片機控制改為正弦波驅動、80C154CPU和門陣列芯片控制,力矩波動由 24%降低到 7%,並提高了可靠性。這樣,只用了幾年時間形成了八個系列(功率範圍為 0.05~6kW)較完整的體系,滿足了工作機械、搬運機構、焊接機械人、裝配機器人、電子部件、加工機械、印刷機、高速卷繞機、繞線機等的不同需要。

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