伺服電機工作原理及控制器電路

1、何服電機I作原理及控制器電路伺服電機是 種傳統(tǒng)的電機。它是白動裝寛的執(zhí)行元件。伺服電機的靈大特點是町控。在有 控制信號時，伺服電機就轉(zhuǎn)動，且轉(zhuǎn)速大小正比于控制電壓的大小。去掉控制電壓后,伺服 電機就立即停止轉(zhuǎn)動。伺服電機的應(yīng)用其廣，兒乎所有的自動控制系統(tǒng)都需耍用到。在家電 產(chǎn)品中，例如錄相機、激光唱機等都是不可缺少的蟲要組成部分。1.簡單伺服電機的I:作原理圖22示出了伺服電機的最簡單的應(yīng)用。電位器RV4山何服電機帶動。電機可選用電流不超過700mA,電壓為12-24V的任種伺服電機。圖| RV1和RV2是接成惠斯登 (Wheatstone)電橋。集成電路LM378兄或路4瓦功率放大交流伺服電

2、機的I作原理 伺服電機內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁佚，驅(qū)動器控制的U/V/W三相電 丿呂成電磁場，轉(zhuǎn)子拿此磁場的作用卜轉(zhuǎn)動，同時電機口帶的編碼器反饋倍號給馳動器，驅(qū)動 器根據(jù)反慣位與H標值進行比較，調(diào)軟轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度-伺服電機的粘度決定編碼器的梢 度(線數(shù))交流伺服電機的基本常識交流伺服電動機的結(jié)構(gòu)上耍町分為兩部分，即定子部分和轉(zhuǎn)子部分。其中定子的結(jié)構(gòu)與 旋轉(zhuǎn)變斥器的定子城本相同，在定子鐵心中也安放若空間互成90度電角度的兩相繞組。其 中細為激做繞組,另紐為控制繞組，交流伺服電動機種兩相的交流電動機，交流伺 服電動機使用時，激磁繞紐兩端施加恒定的激磁電爪Uf.控制繞紐兩端施加控制電爪Uke 出定了繞紐加上

3、電壓后，伺服電動機很快就會轉(zhuǎn)動起來。通入勵磁繞紐及控制繞紐的電流 在電機內(nèi)-個旋轉(zhuǎn)磁場，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向決定了電機的轉(zhuǎn)向，當任總個繞組上所加的 電壓反相時，旋轉(zhuǎn)磁場的方向就發(fā)生改變，電機的方向也發(fā)生改變。為了在電機內(nèi)形成- 個圓形旋轉(zhuǎn)磁場，要求激磁電爪Uj和控制電卜k UK之間應(yīng)有90度的郴位并，常用的方法冇:1丿利川三相電源的相電床和線電斥構(gòu)成90度的移相2丿利用三相電源的任意線電床：3）采用移相網(wǎng)絡(luò)4）在激碗相中串聯(lián)電容器交流伺服電機及其調(diào)速分類和特點*長期以來，在要求調(diào)速性能較高的場合，育占據(jù)主導(dǎo)地位的兄應(yīng)用血流電動機的調(diào)速 系統(tǒng)。但門流電創(chuàng)機都存仕吐同有的缺點如電刷和換向器易磨損，需經(jīng)常

4、維護。換向益 換向時會產(chǎn)火花，使電動機的最高速度受到限制，也使應(yīng)用環(huán)境受到限制，mjii.fi流電動 機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造閑難，所用鋼鐵材料消耗大，制造成本高。向交流電動機，特別是鼠籠式 感應(yīng)電動機沒有上述缺點，且轉(zhuǎn)子慣笊較立流電機小，便得動態(tài)響應(yīng)更好。在同樣休積卞， 交流電動機輸出功率可比嵐流電動機提高10%70%,此外，交流電動機的容鉄町比冇流 電動機造得大，達到更高的電丿k和轉(zhuǎn)速。現(xiàn)代數(shù)控機床都傾向采用交流伺服驅(qū)動，交流伺服 驅(qū)動已有収代血流伺服驅(qū)動之勢。分類和特點1.異步型交流伺服電動機界步熨空流伺服電動機指的楚交流感應(yīng)電動機。它有三相和忖II之分，也有鼠籠式和線 繞式，通常多用鼠籠式三相

5、感應(yīng)電動機。其結(jié)構(gòu)簡甲，與同容吊的ri流電動機相比，質(zhì)吊輕 1/2,價格僅為血流電動機的1/3。缺點足不能經(jīng)濟地實現(xiàn)范用很廣的平滑調(diào)速，必須從電網(wǎng) 吸收沿后的勵碗電流。因啲令電網(wǎng)功率因數(shù)變壞。這種鼠籠轉(zhuǎn)子的異步型交流伺服電動機簡稱為界步熨交流伺服電動機，用IM表示，2.同步型交流伺服電動機同步型交流伺服電動機雖較感咸電動機復(fù)雜，但比立流電動機簡中：它的定子與感應(yīng)電 動機樣，都在定子上裝有對稱三相繞m. ifu轉(zhuǎn)子卻不同，按不同的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)又分電磁式及 非譬式曲大類。非巾磁代乂分為磁滯式、永磁式和反應(yīng)式名利苴中磁汕式和反應(yīng)式同步 電動機存在效率低、功率因數(shù)較怎、制造容晴不大籌缺點。數(shù)控機床中多川水

6、磁式同步電動 機。與電磁式相比，永磁工優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、效率較高；缺點是體積大、啟動特 性欠佳。但永磁工同步電動機采用高剩磁感應(yīng)，高矯頑力的稀土類磁鐵后，町比現(xiàn)流電動外 形尺寸約小1/2.質(zhì)杲減輕60%,轉(zhuǎn)子慣最減到fl流電動機的1/5。它與異步電動機柑比，山 j采用r永磁鐵勵磁，消除r勵磁損耗及有關(guān)的雜散損耗，所以效率高，乂因為沒有電磁代 同步電動機所需的集電環(huán)和電刷等，其機械對靠性與感應(yīng)（界步）電動機相同，i何功率因數(shù) 卻大犬高F異步電動機，從ifutt/k磁同步電動機的體積比異步電動機小些。這是因為在低速 時，感應(yīng)（異步）電動機由于功率因數(shù)低,輸岀同樣的有功功率時,它的視在功率卻

7、要大得 多，而電動機主要尺、是據(jù)視在功率呦定的。交流伺服電機的優(yōu)良性能1控制梢度高步進電機的步距角般為仁8a （兩相）或072 （五相），I佃交流伺服電機的梢度収決 J：電機編碼器的稍度。以伺服電機為例，貝:編碼器為I6位，驅(qū)動器每接收2 =65 536個脈沖. 電機轉(zhuǎn)圈,其脈沖當最為360 /65 536=0, 0055 :并實現(xiàn)了位置的閉環(huán)控制.從根本上 克服了步進電機的失步問題。2矩頻特性好步進電機的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速的升高而下降，口在較高轉(zhuǎn)速時會急劇下降，莫I.作轉(zhuǎn)速 般在每分鐘幾十轉(zhuǎn)到幾百轉(zhuǎn)。而交流伺服電機在其額定轉(zhuǎn)速（般為2000r / min或3000r/rain）以內(nèi)為恒轉(zhuǎn)矩輸出，

8、在額迫轉(zhuǎn)速以E為恒功率輸出。3具有過載能力以松卜交流伺服電機為4加速性能好步進電機空載時從靜止加速到毎分鐘幾ri轉(zhuǎn)，需要200400ms：交流伺服電機的加速 性能較好.編輯本段 交流伺服電機在包裝機械I:的應(yīng)用1在物料計量方面的應(yīng)用粉狀物料的計最，常用螺桿計吊的方式.通過螺桿旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)的多少來達到計吊的目的: 為了提高il吊的精度，要求螺桿的轉(zhuǎn)速可調(diào)、位邊定位準確，如果用交流伺服電機來驅(qū)動螺 桿，利用交流伺服電機控制梢度髙、矩頻特性好的優(yōu)點可以達到快速梢確計吊同樣.對粘稠 休物料的計吊，可以采用交流伺服電機來驅(qū)動齒輪泵，通過齒輪泵的 対齒輪的嚙臺來進行 計鼠。2在橫封裝置和定長裁切機柯上的應(yīng)用

9、在制袋式自動包裝機械小，橫封裝置是個重要的機構(gòu)，它不僅要求定位準確.還要求 橫向封臺時橫封輪的線速度與薄膜供送的速度相等，血丄在橫封輪對滾后，橫封輪的轉(zhuǎn)速應(yīng) 增大，即以較快的速度相分離。WWW docjnLcnrn傳統(tǒng)的方法是通過偏心輪或曲柄導(dǎo)桿機構(gòu)等機械的方弍來實現(xiàn)的.這樣不僅機構(gòu)復(fù)朵、 可靠性低，口調(diào)幣十分麻煩.如果用交流伺服電機來驅(qū)動橫封輪，可以利用交流伺服電機優(yōu) 良的運動性能，通過交流伺服電機的非恒速運動來滿足橫向封I的要求，提高I作質(zhì)吊和效 率。3在供送物料方而的應(yīng)用包裝機械供送物料的I作方式有間歇式和連續(xù)式兩類.在間歇式供送物料方式屮如在間歇式制袋包裝機上，以前，包裝膜的供送多采用

10、曲柄 連桿機構(gòu)間歇拉帶的方不僅結(jié)構(gòu)復(fù)朵，調(diào)報也閑難。如果用交流伺服電機驅(qū)動拉帶輪， 町以在控制器中爭先設(shè)定交流伺服迫機毎次運行的距離、運行的時間和停頓的時間，利用交 流伺服電機的優(yōu)良加速和定位性能，達到準確控制供送薄脫的長度的II的。尤其是在從有色 標糾偏裝置的控制系統(tǒng)中，通過色標檢測開關(guān)檢測到的偏差信號，經(jīng)控制器輸送到交流伺服 電機.交流伺服電機優(yōu)良的加速性能和控制精度，可以便偏崖得到快速準確的糾止。深圳市易控機電有限公司上營的步進伺服系統(tǒng)主要包括:直流伺服電機：DBM 交流伺服電機：DBL、ASMIT流伺服牀動器：MCDC505、MCDC506. MCDC706交淤L伺服驅(qū)動器：MCAC506. MCAC706. MCAC808步進電機：42HS系列、57HS系列、86HS系列