伺服電機是實現智能制造比較重要的自動化元件,廣泛應用于數控機床、機械手、機器人和一些精密設備上。伺服電機的選型對伺服系統的精度、穩定性、動態響應、經濟性等都有重要的影響。針對伺服電機選型問題,有兩種情況,一種是參數選型,一種是設計選型。參數選型:機械機構已確定,且已知轉速、扭矩、慣量等選型參數。此時,可根據伺服電機規格表直接選型。設計選型:發生的機械設計階段,此時需要根據機械末端的位置、速度、精度、動態特性等要求,確定機械機構和減速裝置。在機械設計過程中,需計算得出電機的轉速、扭矩、慣量比等參數。而后根據伺服電機規格表選型。高性能的伺服系統大多采用永磁同步型交流伺服電動機,控制驅動器采用快速、準確定位的全數字位置伺服系統。lisan立三機電伺服電機EC42
伺服電機工作原理:交流伺服電動機定子的構造基本上與電容分相式單相異步電動機相似。其定子上裝有兩個位置互差90°的繞組,一個是勵磁繞組Rf,它始終接在交流電壓Uf上;另一個是控制繞組L,聯接控制信號電壓Uc。所以交流伺服電動機又稱兩個伺服電動機。交流伺服電動機的轉子通常做成鼠籠式,但為了使伺服電動機具有較寬的調速范圍、線性的機械特性,無“自轉”現象和快速響應的性能,它與普通電動機相比,應具有轉子電阻大和轉動慣量小這兩個特點。目前應用較多的轉子結構有兩種形式:一種是采用高電阻率的導電材料做成的高電阻率導條的鼠籠轉子,為了減小轉子的轉動慣量,轉子做得細長;另一種是采用鋁合金制成的空心杯形轉子,杯壁*0.2-0.3mm,空心杯形轉子的轉動慣量很小,反應迅速,而且運轉平穩,因此被普遍采用。lisan立三機電伺服電機EC42定子繞組散熱比較方便;慣量小,易于提高系統的快速性;
伺服電機維修故障范圍:磁鐵爆鋼、磁鐵脫落、卡死轉不動、編碼器磨損、碼盤/玻璃盤磨損破裂、電機發熱發燙、電機進水、電機運轉異常、高速運轉響聲、噪音大,剎車失靈、剎車片磨損、低速正常高速偏差、高速正常低速偏差、啟動報警、啟動跳閘、過載、過壓、過流、不能啟動、啟動無力、運行抖動、失磁、跑位、走偏差、輸出不平衡、編碼器報警、編碼器損壞、位置不準、一通電就報警、一通電就跳閘、驅動器伺服器報警代碼、燒線圈繞組、航空插頭損壞、原點位置不對,編碼器調試/調零位、更換軸承、軸承槽磨損、轉子斷裂,軸斷裂、齒輪槽磨損等。
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,采用全數字控制的正弦波電動機伺服驅動。永磁交流伺服電動機主要優點有: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,易于提高系統的快速性。⑷適應于高速大力矩工作狀態。⑸同功率下有較小的體積和重量。交流伺服電機也是無刷電機,分為同步和異步電機,目前運動控制中一般都用同步電機,它的功率范圍大,可以做到很大的功率。大慣量,比較高轉動速度低,且隨著功率增大而快速降低。因而適合做低速平穩運行的應用。交流伺服要好一些,因為是正弦波控制,轉矩脈動小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比較簡單,便宜。交流伺服驅動系統為閉環控制,驅動器可直接對電機編碼器反饋信號進行采樣;
伺服回路:電流與旋轉電機中的扭矩,或線性電機中的力成正比。電流傳感器提供流過電機的電流信號,并將信號發送回控制器,控制器從命令信號中減去該信號并作用于電機。當伺服電機處于指令電流時,循環被滿足,直到電流下降到指令電流以下,循環將增加電流直到達到命令電流,整個循環過程速度極快,通常在亞秒級更新。速度環以相同的方式工作,直流電機電壓與速度成正比。當速度低于指令速度時,速度環向電流環發送命令以增加電流,從而增加電壓。交流電機可以通過編碼器和其他傳感器反饋速度和位置,并通過速度環和位置環改變電流,實現控制。三個回路以優化的方式同步工作,以提供對伺服機構的平滑和精確控制。伺服電機速度控制和轉矩控制都是用模擬量來控制,位置控制是通過發脈沖來控制。lisan立三機電伺服電機EC42
直流伺服電動機一般都采用電樞控制調速。lisan立三機電伺服電機EC42
直流伺服電機分為有刷和無刷電機。有刷電機成本低,結構簡單,啟動轉矩大,調速范圍寬,控制容易,需要維護,但維護方便(換碳刷),產生電磁干擾,對使用環境有要求,通常用于對成本敏感的普通工業和民用場合。無刷電機體積小重量輕,出力大響應快,速度高慣量小,力矩穩定轉動平滑,控制復雜,智能化,電子換相方式靈活,可以方波或正弦波換相,電機免維護,高效節能,電磁輻射小,溫升低壽命長,適用于各種環境。交流伺服電機也是無刷電機,分為同步和異步電機,目前運動控制中一般都用同步電機,其功率范圍廣,大慣量,最高轉速低,轉速隨功率增大而勻速下降,適用于低速平穩運行場合伺服電機內部的轉子是永磁鐵,驅動器控制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將反饋信號傳給驅動器,對反饋值與目標值進行比較,從而調整轉子轉動的角度,伺服電機的精度決定于編碼器的精度(線數)。lisan立三機電伺服電機EC42
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