伺服電機講解

1、伺服電動機定義 伺服電動機也稱為伺服電動機也稱為執(zhí)行電動機執(zhí)行電動機，在控制系統(tǒng)，在控制系統(tǒng)中用作執(zhí)行元件，中用作執(zhí)行元件，將輸入的將輸入的電壓控制信號電壓控制信號轉換為轉換為軸上輸出的角位移和角速度軸上輸出的角位移和角速度，以驅動控制對象。，以驅動控制對象?？煞譃閮深悾嚎煞譃閮深悾褐绷魉欧妱訖C直流伺服電動機交流伺服電動機交流伺服電動機其最大的特點：其最大的特點：有控制電壓時轉子立即旋轉，無控制電壓時轉有控制電壓時轉子立即旋轉，無控制電壓時轉子立即停轉。轉軸轉向和轉速是由控制電壓的子立即停轉。轉軸轉向和轉速是由控制電壓的方向和大小決定的。方向和大小決定的。松下交流伺服電機及驅動器松下交流伺服

2、電機及驅動器安川交流伺服電機及驅動器安川交流伺服電機及驅動器結構結構定子定子轉子轉子編碼器編碼器轉轉子子定子定子殼體殼體 設電機的負載阻轉矩為設電機的負載阻轉矩為TLTL，控，控制電壓制電壓0.25U0.25UC C時時, ,電機在特性點電機在特性點A A運運行，轉速為行，轉速為na，這時電機產生的轉，這時電機產生的轉矩與負載阻轉矩相平衡。當控制矩與負載阻轉矩相平衡。當控制電壓升高到電壓升高到0.5U0.5UC C時，電機產生的時，電機產生的轉矩就隨之增加轉矩就隨之增加C C，由于電機的轉由于電機的轉子及其負載存在著慣性，轉速不子及其負載存在著慣性，轉速不能瞬時改變，因此電機就要瞬時能瞬時改變

3、，因此電機就要瞬時地在特性點地在特性點C C運行，這時電機產生運行，這時電機產生的轉矩大于負載阻轉矩，電機就的轉矩大于負載阻轉矩，電機就加速，一直增加到加速，一直增加到n nb b，電機就在，電機就在B B點運行。點運行。結論：結論：改變控制電壓的大小，改變控制電壓的大小，就就 可以實現轉速的控制可以實現轉速的控制機械特性機械特性伺服電動機的機械特性伺服電動機的機械特性ABC主要功能：主要功能：（1 1）根據給定信號，輸出）根據給定信號，輸出與此成正比的控制電壓與此成正比的控制電壓U UC C；（2 2）接收編碼器的速度和）接收編碼器的速度和位置信號；位置信號；（3 3）I/OI/O信號接口信

4、號接口驅動器驅動器數碼顯示窗口數碼顯示窗口參數設置鍵參數設置鍵計算機計算機RS232口口I/O信號接口信號接口編碼器信號接口編碼器信號接口電機電源輸入電機電源輸入輸出接線端子輸出接線端子驅動器驅動器外部組成外部組成系統(tǒng)結構系統(tǒng)結構圖圖 2-2 2-2 交流伺服電機系統(tǒng)接線示意交流伺服電機系統(tǒng)接線示意圖圖連接連接AC220V I/O板板交流伺服電機驅動器交流伺服電機驅動器UVW型號型號STST系列系列交流伺服電機型號編號說明交流伺服電機型號編號說明110 ST -M 050 30 L F B Z 1 2 3 4 5 6 7 8 91：表示電機外徑表示電機外徑, ,單位單位:mm:mm2：表示電機

5、是正弦波驅動的永磁同步交流伺服電機表示電機是正弦波驅動的永磁同步交流伺服電機3：表示電機安裝的反饋元件；表示電機安裝的反饋元件；M光電編碼器，光電編碼器，4 ：表示電機零速轉矩，其值為三位數表示電機零速轉矩，其值為三位數0.1，單位：，單位：Nm 5：表示電機額定轉速，其值為二位數表示電機額定轉速，其值為二位數100，單位：，單位：r/min 6：表示電機適配的驅動器工作電壓；表示電機適配的驅動器工作電壓；L LAC220VAC220V， H HAC380VAC380V。7 ：表示反饋元件的規(guī)格，表示反饋元件的規(guī)格，F復合式增量光電編碼器，復合式增量光電編碼器， 8：表示電機類型，表示電機類型

6、，B B基本型基本型9：表示電機安裝了失電制動器表示電機安裝了失電制動器種類的選擇種類的選擇選型選型 一般自動控制應用場合應盡可能選用交流伺服電一般自動控制應用場合應盡可能選用交流伺服電機。調速和控制精度很高的場合選用直流伺服電機或機。調速和控制精度很高的場合選用直流伺服電機或其他專用的控制電機其他專用的控制電機, ,如直線電機等。如直線電機等。結構型式的選擇結構型式的選擇 根據工作方式和工作環(huán)境的條件選擇不同的結構根據工作方式和工作環(huán)境的條件選擇不同的結構型式，如頻繁啟停的場合選用空心杯轉子結構的伺服型式，如頻繁啟停的場合選用空心杯轉子結構的伺服電機；如速度要求較平衡的場合選用大慣量伺服電機

7、電機；如速度要求較平衡的場合選用大慣量伺服電機選型選型功率的選擇功率的選擇 功率選得過大不經濟，功率選得過小電動機容功率選得過大不經濟，功率選得過小電動機容易因過載而損壞。易因過載而損壞。1. 對于連續(xù)運行的伺服電動機，所選功率應等于或對于連續(xù)運行的伺服電動機，所選功率應等于或略大于生產機械的功率。略大于生產機械的功率。2. 對于短時工作的伺服電動機，允許在運行中有短對于短時工作的伺服電動機，允許在運行中有短暫的過載，故所選功率可等于或略小于生產機械暫的過載，故所選功率可等于或略小于生產機械的功率。的功率。Thanks for your attention!鐵芯：鐵芯：由內周有槽的硅鋼片疊成由

8、內周有槽的硅鋼片疊成定子定子鐵芯鐵芯線圈線圈產生旋轉磁場產生旋轉磁場電氣原理圖電氣原理圖控制繞組控制繞組勵磁繞組勵磁繞組在空間上互差在空間上互差9090電角度，有效匝數又相等的兩電角度，有效匝數又相等的兩個繞組稱為對稱兩相繞組。個繞組稱為對稱兩相繞組。勵磁繞組和控制繞組勵磁繞組和控制繞組勵磁繞組勵磁繞組控制繞組控制繞組杯形轉子杯形轉子內定子內定子兩相繞組兩相繞組90sinsinmfmctIitIi通入勵磁繞組的電流通入勵磁繞組的電流ifif與通入控制繞組的電流與通入控制繞組的電流icic相位上彼相位上彼此相差此相差9090幅值彼此相等，這樣的兩個電流稱為兩相對稱幅值彼此相等，這樣的兩個電流稱為

9、兩相對稱電流，用數學式表示為電流，用數學式表示為兩相繞組兩相繞組控制繞組控制繞組勵磁繞組勵磁繞組UC1UC2UF1UF2t1t2t4t3兩相繞組兩相繞組規(guī)定：規(guī)定：i0：首端流入，尾端流出：首端流入，尾端流出UC1、UF1為為首端，首端，U UC C2 2、U UF F2 2為尾端為尾端當兩相對稱電流通入兩相對稱繞組時當兩相對稱電流通入兩相對稱繞組時，在電機內就產生一個旋在電機內就產生一個旋轉磁場轉磁場。當電流變化一個周期時當電流變化一個周期時，旋轉磁場在空間轉了一圈旋轉磁場在空間轉了一圈?？刂评@組控制繞組勵磁繞組勵磁繞組t1t2t4t3UC1UC2UF1UF2兩相繞組兩相繞組min)/(60

10、)/(0rpfsrpfn 旋轉磁場的轉速決定于定子繞組旋轉磁場的轉速決定于定子繞組極對數和電源的頻率極對數和電源的頻率旋轉磁場轉速為的一般表達式為旋轉磁場轉速為的一般表達式為磁場轉速磁場轉速其中，其中， f-f-電源的頻率電源的頻率 p- p-定子繞組極對數定子繞組極對數轉子轉子可分為兩類：可分為兩類：杯型轉子杯型轉子 在旋轉磁場的作用下受到力的作用，從而隨在旋轉磁場的作用下受到力的作用，從而隨旋轉磁場而轉動。旋轉磁場而轉動?；\型轉子籠型轉子鐵芯槽內放銅條鐵芯槽內放銅條, ,端部用短路端部用短路環(huán)形成一體環(huán)形成一體, ,或鑄鋁形成轉子或鑄鋁形成轉子繞組繞組?；\型轉子籠型轉子轉子轉子鐵芯：鐵芯：

11、由外周有槽的硅鋼片疊成由外周有槽的硅鋼片疊成杯型轉子杯型轉子薄壁圓筒形，放于內外定子之間。一般壁厚為薄壁圓筒形，放于內外定子之間。一般壁厚為0.3mm0.3mm轉子轉子杯型轉子杯型轉子編碼器編碼器 編碼器是將編碼器是將信號或數據信號或數據進行編制、轉換為可用以進行編制、轉換為可用以通訊、傳輸和存儲通訊、傳輸和存儲的信號形式的設備。的信號形式的設備。編碼器可以把編碼器可以把角位移或直線位移角位移或直線位移轉換成轉換成電信號電信號碼盤碼盤碼尺碼尺按照工作原理編碼器可分為按照工作原理編碼器可分為增量式編碼器增量式編碼器絕對式編碼器絕對式編碼器將位移轉換成周期性的電信號，再將位移轉換成周期性的電信號，再把這個電信號轉變成計數脈沖，用把這個電信號轉變成計數脈沖，用脈沖的個數表示位移的大小脈沖的個數表示位移的大小每一個位置對應一個確定的數字碼，每一個位置對應一個確定的數字碼，其示值只與測量的起始和終止位置有其示值只與測量的起始和終止位置有關，與測量的中間過程無關關，與測量的中間過程無關編碼器結構編碼器結構碼盤、發(fā)光管、光電接收管、光欄板、放大整形電路碼盤、發(fā)光管、光電接收管、光欄板、放大整形電路 安裝在電