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什么是伺服電機? 伺服電機詳解

2020-2-26  閱讀(1240)

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伺服電動機也可以叫做執(zhí)行電動機,是自動控制系統(tǒng)中的執(zhí)行元件,其工作是把收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機軸上的角速度輸出或者角位移輸出。

 

什么是伺服電機?

 

伺服電動機也可以叫做執(zhí)行電動機,是自動控制系統(tǒng)中的執(zhí)行元件,其工作是把收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機軸上的角速度輸出或者角位移輸出。

 

自從伺服電機推出以來,伺服電機已經(jīng)在許多行業(yè)中證明了其相當(dāng)有用。多年來,伺服電機一直參與完成大的任務(wù)。它們的尺寸可能很小,但是它們非常強大而且節(jié)能。有了這些特點,伺服電機廣泛用于遙控玩具車,飛機,機器人和各種工業(yè)設(shè)備。近年來伺服電機也被用于工業(yè)應(yīng)用,在線制造工廠,制藥服務(wù),機器人和食品服務(wù)行業(yè)。

 

伺服電機有幾種分類?

 

有直流伺服電機和交流伺服電機兩種分類,其主要特點是當(dāng)信號電壓為零時無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象;轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。

 

直流伺服電機是小型應(yīng)用的理想選擇,但不能處理大電流浪涌。然而,交流伺服電機能夠應(yīng)對更高的電流浪涌,并在工業(yè)機械中得到廣泛的應(yīng)用。談到價格,直流電機比交流伺服更便宜,所以用得更多。此外,直流電機專門設(shè)計用于連續(xù)旋轉(zhuǎn),這使其成為機器人運動的理想選擇。

 

伺服電機的工作原理

 

伺服電機的工作原理比較簡單,但是其工作比較高效。伺服電路內(nèi)置在電機單元內(nèi)部,它使用一根通常配有齒輪的柔性軸。電信號控制電機,也決定軸的移動量。伺服電機內(nèi)部設(shè)置簡單:小型直流電機,控制電路和電位器。直流電機通過齒輪連接在控制輪上,當(dāng)電機轉(zhuǎn)動時,電位器的電阻發(fā)生變化,控制電路能夠精確調(diào)節(jié)運動和方向。

 

當(dāng)軸處于正確的(理想的)位置時,電機停止供電。如果軸沒有停在目標(biāo)的位置,電動機一直運轉(zhuǎn),直到進入正確的方向。目標(biāo)的位置通過使用電脈沖的信號線傳送。所以,電機的速度與實際和理想的位置成正比。當(dāng)電機接近所需位置時,電機開始緩慢轉(zhuǎn)動,但電機轉(zhuǎn)到遠時,轉(zhuǎn)速很快。換句話說,伺服電機只需要盡可能快地完成任務(wù),這使得它們成為高效率的設(shè)備。

 

交流伺服電動機在沒有控制電壓時,氣隙中只有勵磁繞組產(chǎn)生的脈動磁場,轉(zhuǎn)子上沒有啟動轉(zhuǎn)矩而靜止不動。當(dāng)有控制電壓且控制繞組電流和勵磁繞組電流不同相時,則在氣隙中產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場并產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,使轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場的方向旋轉(zhuǎn)。但是對伺服電動機要求不僅是在控制電壓作用下就能啟動,且電壓消失后電動機應(yīng)能立即停轉(zhuǎn)。如果伺服電動機控制電壓消失后像一般單相異步電動機那樣繼續(xù)轉(zhuǎn)動,則出現(xiàn)失控現(xiàn)象,我們把這種因失控而自行旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象稱為自轉(zhuǎn)。

 

傳統(tǒng)直流伺服電動機的基本工作原理與普通直流電動機*相同,依靠電樞電流與氣隙磁通的作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,使伺服電動機轉(zhuǎn)動。通常采用電樞控制方式,即在保持勵磁電壓不變的條件下,通過改變電樞電壓來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。電樞電壓越小,則轉(zhuǎn)速越低;電樞電壓為零時,電動機停轉(zhuǎn)。由于電樞電壓為零時電樞電流也為零,電動機不產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,不會出現(xiàn)“自轉(zhuǎn)”。

 

電動機原理:電機轉(zhuǎn)動原理圖解

 

伺服電機步進電機的區(qū)別

 

1.伺服是高速低扭矩,步進是低速大扭矩

 

一般說來,伺服輕輕松松都能達到幾千的額定轉(zhuǎn)速。比如小功率伺服,也就是750W以內(nèi)的伺服,日系伺服額定3000轉(zhuǎn),而歐系伺服甚至能到5000轉(zhuǎn),6000轉(zhuǎn)。而步進,由于自身的特性,一般也就五六百轉(zhuǎn)。但是它的扭矩卻比同規(guī)格的伺服大很多,大到都可以省略減速機了。其實步進是很少加減速機的,就幾百的轉(zhuǎn)速,再加個減速機,那可真沒什么用了。

 

2.伺服法蘭是整的,步進法蘭不是整的

 

伺服的法蘭都是10的倍數(shù),比如40,60,80,110,180等,而步進一般是42,57,86等,經(jīng)常在工程現(xiàn)場聽到42步進,57步進就是指法蘭尺寸。步進和伺服的法蘭不是一個系列,這也是區(qū)分伺服還是步進的一個重要因素。

 

3.伺服的加速時間可以忽略,步進不能忽略

 

伺服的加速時間只有幾毫秒,*可以忽略不計,而步進電機的加速時間,有幾百毫秒,不要小看這點差距,雖然我們用直覺感受不出來,但是它卻對機械設(shè)備的節(jié)拍有著至關(guān)重要的影響。

 

4.伺服過載能力強,步進幾乎沒有過載能力

 

伺服電機一般都有過載能力看比如180%,300%等,而步進幾乎沒有什么過載能力。

 

5.伺服價格高,步進便宜

 

這個就不說了,如果單單算重量,步進和廢銅爛鐵價格差不多了,而伺服,相對來說價格很高。步進主要用于速度不高,不頻繁啟停的場合,特別是安裝空間狹小的地方,甚至,我們可以把步進當(dāng)做氣缸看待。而伺服,用的場合顯然比步進更廣泛,比如頻繁啟停,各種高速設(shè)備等。

 

 

 

 

 

 

(來源:網(wǎng)絡(luò),版權(quán)歸原作者)

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