伺服電機(jī)如何工作?
典型的伺服電動機(jī)機(jī)制并不復(fù)雜。伺服電機(jī)具有控制電路和連接到輸出軸的電位計。作為輸出設(shè)備的軸鏈接到電位計和位于伺服器內(nèi)部的控制電路。電位計,再加上來自控制電路的信號,可控制軸的角度-從0到180度,有時甚至更大。電位計允許控制電路監(jiān)視伺服電機(jī)的當(dāng)前角度。如果軸的角度正確,則伺服電機(jī)將空轉(zhuǎn)直到收到下一個定位信號。伺服電機(jī)將旋轉(zhuǎn)正確的方向,直到角度正確為止。
每個伺服電機(jī)均以稱為脈沖編碼調(diào)制或PCM的調(diào)制方式工作。電機(jī)具有控制線,該控制線在一定時間范圍內(nèi)被施加了脈沖。軸的角度由脈沖的長度決定,伺服電機(jī)每隔幾秒鐘就會預(yù)測脈沖的長度。由于內(nèi)置在主輸出齒輪中的機(jī)械擋塊,普通伺服機(jī)構(gòu)在機(jī)械上無法進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)。施加在電動機(jī)上的功率與電動機(jī)行進(jìn)的距離成正比。因此,如果伺服電機(jī)的軸需要旋轉(zhuǎn)很遠(yuǎn)的距離,則伺服電機(jī)將以全速運(yùn)行。如果伺服電機(jī)只需要旋轉(zhuǎn)少量,則電機(jī)將以較低的速度運(yùn)行。這稱為比例控制。伺服電機(jī)期望每20毫秒看到一個脈沖。

直流和交流伺服電機(jī)
1、直流伺服電機(jī)分為有刷和無刷電機(jī)。
有刷電機(jī)成本低,結(jié)構(gòu)簡單,啟動轉(zhuǎn)矩大,調(diào)速范圍寬,控制容易,需要維護(hù),但維護(hù)不方便(換碳刷),產(chǎn)生電磁干擾,對環(huán)境有要求。因此它可以用于對成本敏感的普通工業(yè)和民用場合。
無刷電機(jī)體積小,重量輕,出力大,響應(yīng)快,速度高,慣量小,轉(zhuǎn)動平滑,力矩穩(wěn)定。控制復(fù)雜,容易實現(xiàn)智能化,其電子換相方式靈活,可以方波換相或正弦波換相。電機(jī)免維護(hù),效率很高,運(yùn)行溫度低,電磁輻射很小,長壽命,可用于各種環(huán)境。
2、交流伺服電機(jī)也是無刷電機(jī),分為同步和異步電機(jī),目前運(yùn)動控制中一般都用同步電機(jī),它的功率范圍大,可以做到很大的功率。大慣量,最高轉(zhuǎn)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(wěn)運(yùn)行的應(yīng)用。
3、伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵,驅(qū)動器控制的U/V/W三相電形成電磁場,轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動,同時電機(jī)自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動器,驅(qū)動器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較,調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度。伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度(線數(shù))。
交流伺服電機(jī)和無刷直流伺服電機(jī)在功能上的區(qū)別:
交流伺服要好一些,因為是正弦波控制,轉(zhuǎn)矩脈動小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比較簡單,便宜。
永磁交流伺服電機(jī)
永磁交流伺服電機(jī)同直流伺服電動機(jī)比較的主要優(yōu)點(diǎn)有:
⑴無電刷和換向器,因此工作可靠,對維護(hù)和保養(yǎng)要求低。
⑵定子繞組散熱比較方便。
⑶慣量小,易于提高系統(tǒng)的快速性。
⑷適應(yīng)于高速大力矩工作狀態(tài)。
⑸同功率下有較小的體積和重量。