伺服電動(dòng)機(jī)的作用是將輸入的電壓信號(hào)(即控制電壓)轉(zhuǎn)換成軸上的角位移或角速度輸出,在自動(dòng)控制系統(tǒng)中常作為執(zhí)行元件,所以伺服電動(dòng)機(jī)又稱(chēng)為執(zhí)行電動(dòng)機(jī),其最大特點(diǎn)是:有控制電壓時(shí)轉(zhuǎn)子立即旋轉(zhuǎn),無(wú)控制電壓時(shí)轉(zhuǎn)子立即停轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速是由控制電壓的方向和大小決定的。伺服電動(dòng)機(jī)分為交流和直流兩大類(lèi)。
一、交流伺服電動(dòng)機(jī)
1.基本結(jié)構(gòu)
交流伺服電動(dòng)機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成。
定子鐵心通常用硅鋼片疊壓而成。定子鐵心表面的槽內(nèi)嵌有兩相繞組,其中一相繞組是勵(lì)磁繞組,另一相繞組是控制繞組,兩相繞組在空間位置上互差90°電角度。工作時(shí)勵(lì)磁繞組f與交流勵(lì)磁電源相連,控制繞組k加控制信號(hào)電壓Uk 。
主要由:定子1、轉(zhuǎn)子5和檢測(cè)元件8等部分組成
2.工作原理
交流伺服電動(dòng)機(jī)在沒(méi)有控制電壓時(shí),氣隙中只有勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的脈動(dòng)磁場(chǎng),轉(zhuǎn)子上沒(méi)有啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩而靜止不動(dòng)。當(dāng)有控制電壓且控制繞組電流和勵(lì)磁繞組電流不同相時(shí),則在氣隙中產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)并產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,使轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向旋轉(zhuǎn)。但是對(duì)伺服電動(dòng)機(jī)要求不僅是在控制電壓作用下就能啟動(dòng),且電壓消失后電動(dòng)機(jī)應(yīng)能立即停轉(zhuǎn)。如果伺服電動(dòng)機(jī)控制電壓消失后像一般單相異步電動(dòng)機(jī)那樣繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),則出現(xiàn)失控現(xiàn)象,我們把這種因失控而自行旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象稱(chēng)為自轉(zhuǎn)。
3.控制方法
形而上學(xué)可采用下列三種方法來(lái)控制伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高低及旋轉(zhuǎn)方向。
(1)幅值控制 保持控制電壓與勵(lì)磁電壓間的相位差不變,僅改變控制電壓的幅值。
(2)相位控制 保持控制電壓的幅值不變,僅改變控制電壓與勵(lì)磁電壓間的相位差。
(3)幅-相控制 同時(shí)改變控制電壓的幅值和相位。
二、直流伺服電動(dòng)機(jī)
1.基本結(jié)構(gòu)
傳統(tǒng)的直流伺服電動(dòng)機(jī)動(dòng)實(shí)質(zhì)是容量較小的普通直流電動(dòng)機(jī),有他勵(lì)式和永磁式兩種,其結(jié)構(gòu)與普通直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)基本相同。
杯形電樞直流伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子由非磁性材料制成空心杯形圓筒,轉(zhuǎn)子較輕而使轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小,響應(yīng)快速。轉(zhuǎn)子在由軟磁材料制成的內(nèi)、外定子之間旋轉(zhuǎn),氣隙較大。
無(wú)刷直流伺服電動(dòng)機(jī)用電子換向裝置代替了傳統(tǒng)的電刷和換向器,使之工作更可靠。它的定子鐵心結(jié)構(gòu)與普通直流電動(dòng)機(jī)基本相同,其上嵌有多相繞組,轉(zhuǎn)子用永磁材料制成。
2.基本工作原理
傳統(tǒng)直流伺服電動(dòng)機(jī)的基本工作原理與普通直流電動(dòng)機(jī)完全相同,依靠電樞電流與氣隙磁通的作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,使伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。通常采用電樞控制方式,即在保持勵(lì)磁電壓不變的條件下,通過(guò)改變電樞電壓來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。電樞電壓越小,則轉(zhuǎn)速越低;電樞電壓為零時(shí),電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。由于電樞電壓為零時(shí)電樞電流也為零,電動(dòng)機(jī)不產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,不會(huì)出現(xiàn)“自轉(zhuǎn)”。
三、交直流伺服電動(dòng)機(jī)的區(qū)別
直流伺服電動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn):
a. 電刷和換向器易磨損,換向時(shí)產(chǎn)生火花,限制轉(zhuǎn)速
b. 結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造困難,成本高
交流伺服電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn):
c. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低廉,轉(zhuǎn)子慣量較直流電機(jī)小
d. 交流電動(dòng)機(jī)的容量大于直流電動(dòng)機(jī)
伺服系統(tǒng)的性能要求
一、基本要求
1、位移精度高
位移精度:指指令脈沖要求機(jī)床工作臺(tái)的位移量和該指令脈沖經(jīng)伺服系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為工作臺(tái)的實(shí)際位移量之間的符合程度
2、穩(wěn)定性好
穩(wěn)定性:指伺服系統(tǒng)在給定輸入或外界干擾作用下,能在短暫的調(diào)節(jié)過(guò)程后,達(dá)到新的或者恢復(fù)到原來(lái)的平衡狀態(tài)。
3、定位精度高
定位精度:是指輸出量能復(fù)現(xiàn)輸入量的精確程度
4、快速響應(yīng)性好
5、調(diào)速范圍寬
調(diào)速范圍:是指機(jī)械裝置要求電動(dòng)機(jī)能提供的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速的比值
6、系統(tǒng)可靠性好
7、低速大轉(zhuǎn)矩
二、伺服系統(tǒng)的分類(lèi)
1、按伺服系統(tǒng)調(diào)節(jié)理論分類(lèi)
a、開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)
b、閉環(huán)伺服系統(tǒng)
c、半閉環(huán)伺服系統(tǒng)
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原文標(biāo)題:這些伺服電機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí),你都還回答得出嗎?
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直流、交流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理。
全數(shù)字直流伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)

伺服系統(tǒng)包含哪些(基本組成_工作原理_應(yīng)用)

直流伺服電機(jī)分類(lèi)_直流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)
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