伺服電機是怎麼操作的,伺服電機的工作原理是什麼?

2021-03-03 20:39:08 字數 4920 閱讀 1576

1樓:hi漫海

一般伺服電機都有三種控制方式:速度控制方式,轉矩控制方式,位置控制方式 。

如果您對電機的速度、位置都沒有要求,只要輸出一個恆轉矩,當然是用轉矩模式。

如果對位置和速度有一定的精度要求,而對實時轉矩不是很關心,用轉矩模式不太方便,用速度或位置模式比較好。如果上位控制器有比較好的閉環控制功能,用速度控制效果會好一點。如果本身要求不是很高,或者,基本沒有實時性的要求,用位置控制方式對上位控制器沒有很高的要求。

就伺服驅動器的響應速度來看,轉矩模式運算量最小,驅動器對控制訊號的響應最快;位置模式運算量最大,驅動器對控制訊號的響應最慢。

對運動中的動態效能有比較高的要求時,需要實時對電機進行調整。那麼如果控制器本身的運算速度很慢(比如plc,或低端運動控制器),就用位置方式控制。如果控制器運算速度比較快,可以用速度方式,把位置環從驅動器移到控制器上,減少驅動器的工作量,提高效率(比如大部分中高階運動控制器);如果有更好的上位控制器,還可以用轉矩方式控制,把速度環也從驅動器上移開,這一般只是高階專用控制器才能這麼幹,而且,這時完全不需要使用伺服電機。

換一種說法是:

1、轉矩控制:轉矩控制方式是通過外部模擬量的輸入或直接的地址的賦值來設定電機軸對外的輸出轉矩的大小,具體表現為例如10v對應5nm的話,當外部模擬量設定為5v時電機軸輸出為2.5nm:

如果電機軸負載低於2.5nm時電機正轉,外部負載等於2.5nm時電機不轉,大於2.

5nm時電機反轉(通常在有重力負載情況下產生)。可以通過即時的改變模擬量的設定來改變設定的力矩大小,也可通過通訊方式改變對應的地址的數值來實現。應用主要在對材質的受力有嚴格要求的纏繞和放卷的裝置中,例如饒線裝置或拉光纖裝置,轉矩的設定要根據纏繞的半徑的變化隨時更改以確保材質的受力不會隨著纏繞半徑的變化而改變。

2、位置控制:位置控制模式一般是通過外部輸入的脈衝的頻率來確定轉動速度的大小,通過脈衝的個數來確定轉動的角度,也有些伺服可以通過通訊方式直接對速度和位移進行賦值。由於位置模式可以對速度和位置都有很嚴格的控制,所以一般應用於定位裝置。

應用領域如數控機床、印刷機械等等。

3、速度模式:通過模擬量的輸入或脈衝的頻率都可以進行轉動速度的控制,在有上位控制裝置的外環pid控制時速度模式也可以進行定位,但必須把電機的位置訊號或直接負載的位置訊號給上位反饋以做運算用。位置模式也支援直接負載外環檢測位置訊號,此時的電機軸端的編碼器只檢測電機轉速,位置訊號就由直接的最終負載端的檢測裝置來提供了,這樣的優點在於可以減少中間傳動過程中的誤差,增加了整個系統的定位精度。

伺服電機的工作原理是什麼?

2樓:縱橫豎屏

工作原理:

伺服系統(servo mechani**)是使物體的位置、方位、狀態等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(或給定值)的任意變化的自動控制系統。

伺服主要靠脈衝來定位,基本上可以這樣理解,伺服電機接收到1個脈衝,就會旋轉1個脈衝對應的角度,從而實現位移。

因為,伺服電機本身具備發出脈衝的功能,所以伺服電機每旋轉一個角度,都會發出對應數量的脈衝,這樣,和伺服電機接受的脈衝形成了呼應,或者叫閉環。

如此一來,系統就會知道發了多少脈衝給伺服電機,同時又收了多少脈衝回來,這樣,就能夠很精確的控制電機的轉動,從而實現精確的定位,可以達到0.001mm。

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,調速範圍寬,控制容易,需要維護,但維護不方便(換碳刷),產生電磁干擾,對環境有要求。因此它可以用於對成本敏感的普通工業和民用場合。

3樓:匿名使用者

伺服電機原理

一、交流伺服電動機

交流伺服電動機定子的構造基本上與電容分相式單相非同步電動機相似.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,聯接控制訊號電壓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範圍、線性的機械特性,無「自轉」現象和快速響應的效能,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:一種是採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;另一種是採用鋁合金製成的空心杯形轉子,杯壁很薄,僅0.

2-0.3mm,為了減小磁路的磁阻,要在空心杯形轉子內放置固定的內定子.空心杯形轉子的轉動慣量很小,反應迅速,而且運轉平穩,因此被廣泛採用。

交流伺服電動機在沒有控制電壓時,定子內只有勵磁繞組產生的脈動磁場,轉子靜止不動。當有控制電壓時,定子內便產生一個旋轉磁場,轉子沿旋轉磁場的方向旋轉,在負載恆定的情況下,電動機的轉速隨控制電壓的大小而變化,當控制電壓的相位相反時,伺服電動機將反轉。

交流伺服電動機的工作原理與分相式單相非同步電動機雖然相似,但前者的轉子電阻比後者大得多,所以伺服電動機與單機非同步電動機相比,有三個顯著特點:

1、起動轉矩大

由於轉子電阻大,其轉矩特性曲線如圖3中曲線1所示,與普通非同步電動機的轉矩特性曲線2相比,有明顯的區別。它可使臨界轉差率s0>1,這樣不僅使轉矩特性(機械特性)更接近於線性,而且具有較大的起動轉矩。因此,當定子一有控制電壓,轉子立即轉動,即具有起動快、靈敏度高的特點。

2、執行範圍較廣

3、無自轉現象

正常運轉的伺服電動機,只要失去控制電壓,電機立即停止運轉。當伺服電動機失去控制電壓後,它處於單相執行狀態,由於轉子電阻大,定子中兩個相反方向旋轉的旋轉磁場與轉子作用所產生的兩個轉矩特性(t1-s1、t2-s2曲線)以及合成轉矩特性(t-s曲線)

交流伺服電動機的輸出功率一般是0.1-100w。當電源頻率為50hz,電壓有36v、110v、220、380v;當電源頻率為400hz,電壓有20v、26v、36v、115v等多種。

交流伺服電動機執行平穩、噪音小。但控制特性是非線性,並且由於轉子電阻大,損耗大,效率低,因此與同容量直流伺服電動機相比,體積大、重量重,所以只適用於0.5-100w的小功率控制系統。

伺服電機工作原理

1.伺服主要靠脈衝來定位,基本上可以這樣理解,伺服電機接收到1個脈衝,就會旋轉1個脈衝對應的角度,從而實現位移,因為,伺服電機本身具備發出脈衝的功能,所以伺服電機每旋轉一個角度,都會發出對應數量的脈衝,這樣,和伺服電機接受的脈衝形成了呼應,或者叫閉環,如此一來,系統就會知道發了多少脈衝給伺服電機,同時又收了多少脈衝回來,這樣,就能夠很精確的控制電機的轉動,從而實現精確的定位,可以達到0.001mm。

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,調速範圍寬,控制容易,需要維護,但維護方便(換碳刷),產生電磁干擾,對環境有要求。因此它可以用於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,轉動平滑,力矩穩定。控制複雜,容易實現智慧化,其電子換相方式靈活,可以方波換相或正弦波換相。電機免維護,效率很高,執行溫度低,電磁輻射很小,長壽命,可用於各種環境。

2.交流伺服電機也是無刷電機,分為同步和非同步電機,目前運動控制中一般都用同步電機,它的功率範圍大,可以做到很大的功率。大慣量,最高轉動速度低,且隨著功率增大而快速降低。

因而適合做低速平穩執行的應用。

3.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訊號給驅動器,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。伺服電機的精度決定於編碼器的精度(線數)。

什麼是伺服電機?有幾種型別?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,把所收到的電訊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,當訊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,

請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。直流伺服是梯形波。但直流伺服比較簡單,便宜。

永磁交流伺服電動機

20世紀80年代以來,隨著積體電路、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效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。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。 伺服電機安裝使用注意事項

一、伺服電機油和水的保護

a:伺服電機可以用在會受水或油滴侵襲的場所,但是它不是全防水或防油的。因此, 伺服電機不應當放置或使用在水中或油侵的環境中。

b:如果伺服電機連線到一個減速齒輪,使用伺服電機時應當加油封,以防止減速齒輪的油進入伺服電機

c:伺服電機的電纜不要浸沒在油或水中。

二、伺服電機電纜→減輕應力

a:確保電纜不因外部彎曲力或自身重量而受到力矩或垂直負荷,尤其是在電纜出口處或連線處。

b:在伺服電機移動的情況下,應把電纜(就是隨電機配置的那根)牢固地固定到一個靜止的部分(相對電機),並且應當用一個裝在電纜支座裡的附加電纜來延長它,這樣彎曲應力可以減到最小。

c:電纜的彎頭半徑做到儘可能大。

三、伺服電機允許的軸端負載

a:確保在安裝和運轉時加到伺服電機軸上的徑向和軸向負載控制在每種型號的規定值以內。

b:在安裝一個剛性聯軸器時要格外小心,特別是過度的彎曲負載可能導致軸端和軸承的損壞或磨損

c:最好用柔性聯軸器,以便使徑向負載低於允許值,此物是專為高機械強度的伺服電機設計的。

d:關於允許軸負載,請參閱「允許的軸負荷表」(使用說明書)。

四、伺服電機安裝注意

a:在安裝/拆卸耦合部件到伺服電機軸端時,不要用錘子直接敲打軸端。(錘子直接敲打軸端,伺服電機軸另一端的編碼器要被敲壞)

b:竭力使軸端對齊到最佳狀態(對不好可能導致振動或軸承損壞)。

伺服電機的伺服怎麼理解?什麼是伺服電機?電機又分為那些電機?伺服電機和其他電機有什麼不一樣

伺服電機 servo motor 是指在伺服系統中控制機械元件運轉的發動機,是一種補助馬達間接變速裝置。伺服電機可使控制速度,位置精度非常準確,可以將電壓訊號轉化為轉矩和轉速以驅動控制物件。伺服電機轉子轉速受輸入訊號控制,並能快速反應,在自動控制系統中,用作執行元件,且具有機電時間常數小 線性度高 ...

交流伺服電機和直流伺服電機的區別

交流伺服電機的定子三相線圈是由伺服編碼控制電路供電的,轉子是永磁式的 電機的轉向 速度 轉角都是由編碼控制器所決定的 直流伺服電機的轉子也是用磁體的,定子繞組則是由表伺服編碼脈衝電路供電。直流伺服電機容易實現調速,控制精度高,但維護成本高操作麻煩 交流伺服電機維護方便。直流伺服電機的控制方式主要有兩...

伺服電機和步進電機的區別,伺服電機和步進電機的區別

伺服電機的選型 品牌 步進電機與伺服電機的區別 回答稍等 1 控制精度不同。步進電機的相數和拍數越多,它的精確度就越高,伺服電機取塊於自帶的編碼器,編碼器的刻度越多,精度就越高。2 控制方式不同 一個是開環控制,一個是閉環控制。3 低頻特性不同 步進電機在低速時易出現低頻振動現象,當它工作在低速時一...