伺服電機(jī)是指在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī),是一種補(bǔ)助馬達(dá)間接變速裝置。伺服電機(jī)可使控制速度,位置精度非常準(zhǔn)確,可以將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象。伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號(hào)控制,并能快速反應(yīng),在自動(dòng)控制系統(tǒng)中,用作執(zhí)行元件,且具有機(jī)電時(shí)間常數(shù)小、線(xiàn)性度高、始動(dòng)電壓等特性,可把所收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。
直流伺服電機(jī)與交流伺服電機(jī)
分為直流和交流伺服電動(dòng)機(jī)兩大類(lèi),其主要特點(diǎn)是,當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)無(wú)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(jī),它包括定子、轉(zhuǎn)子鐵芯、電機(jī)轉(zhuǎn)軸、伺服電機(jī)繞組換向器、伺服電機(jī)繞組、測(cè)速電機(jī)繞組、測(cè)速電機(jī)換向器,所述的轉(zhuǎn)子鐵芯由矽鋼沖片疊壓固定在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上構(gòu)成。
交流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)主要可分為兩部分,即定子部分和轉(zhuǎn)子部分。其中定子的結(jié)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)變壓器的定子基本相同,在定子鐵心中也安放著空間互成90度電角度的兩相繞組。其中一組為激磁繞組,另一組為控制繞組,交流伺服電動(dòng)機(jī)是一種兩相的交流電動(dòng)機(jī)。
兩者的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比
直流伺服電機(jī)分為有刷和無(wú)刷電機(jī),有刷電機(jī)成本低,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,調(diào)速范圍寬,控制容易,需要維護(hù),但維護(hù)方便(換碳刷),會(huì)產(chǎn)生電磁干擾,對(duì)環(huán)境有要求。因此它可以用于對(duì)成本敏感的普通工業(yè)和民用場(chǎng)合。無(wú)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(dòng)平滑,力矩穩(wěn)定。
直流伺服電機(jī)容易實(shí)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)不存在碳刷損耗的情況,效率很高,運(yùn)行溫度低噪音小,電磁輻射很小,長(zhǎng)壽命,可用于各種環(huán)境。
交流伺服電機(jī)的速度控制特性良好,在整個(gè)速度區(qū)內(nèi)可實(shí)現(xiàn)平滑控制,幾乎無(wú)振蕩,90%以上的高效率,發(fā)熱少,高速控制,高精確度位置控制(取決于編碼器精度),額定運(yùn)行區(qū)域內(nèi),可實(shí)現(xiàn)恒力矩,慣量低,低噪音,無(wú)電刷磨損,免維護(hù)(適用于無(wú)塵、易爆環(huán)境)。交流伺服電機(jī)也是無(wú)刷電機(jī),分為同步和異步電機(jī),目前運(yùn)動(dòng)控制中一般都用同步電機(jī),其功率范圍大,功率可以做到很大,大慣量,最高轉(zhuǎn)速低,轉(zhuǎn)速隨功率增大而勻速下降,適用于低速平穩(wěn)運(yùn)行場(chǎng)合。
交流伺服電機(jī)的缺點(diǎn)是控制較復(fù)雜,驅(qū)動(dòng)器參數(shù)需要現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整PID參數(shù)確定,而且需要更多的連線(xiàn)來(lái)支持其運(yùn)行工作。
兩者的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ρ?/p>
直流伺服電機(jī)應(yīng)用在各類(lèi)數(shù)字控制系統(tǒng)中的執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)以及需要精確控制恒定轉(zhuǎn)速或需要精確控制轉(zhuǎn)速變化曲線(xiàn)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。由于直流伺服馬達(dá)既具有交流馬達(dá)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等一系列優(yōu)點(diǎn),又具有直流馬達(dá)的運(yùn)行效率高、無(wú)勵(lì)磁損耗以及調(diào)速性能好的特點(diǎn),故在當(dāng)今國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域,如醫(yī)療器械、儀表儀器、化工、輕紡以及家用電器等方面的應(yīng)用日益普及。
凡是對(duì)位置,速度和力矩的控制精度要求比較高的場(chǎng)合,都可以采用交流伺服驅(qū)動(dòng)。如機(jī)床、印刷設(shè)備、包裝設(shè)備、紡織設(shè)備、激光加工設(shè)備、機(jī)器人、電子、制藥、金融機(jī)具、自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)等。因?yàn)樗欧嘤迷诙ㄎ?、速度控制?chǎng)合,所以伺服又稱(chēng)為運(yùn)動(dòng)控制。
總結(jié)
不管是直流伺服電機(jī)還是交流伺服電機(jī)都是服電機(jī)的一種,其特點(diǎn)決定了應(yīng)用領(lǐng)域的不同,在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景里相輔相成,想互協(xié)助。伺服電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域就太多了。只要是要有動(dòng)力源的,而且對(duì)精度有要求的一般都可能涉及到伺服電機(jī)。如數(shù)控機(jī)床、印刷設(shè)備、包裝設(shè)備、紡織設(shè)備、激光加工設(shè)備、機(jī)器人、自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)等對(duì)工藝精度、加工效率和工作可靠性等要求相對(duì)較高的設(shè)備,包括你的電腦里面都有這東西。