在自動化領(lǐng)域的控制型電機中,可分為伺服電機、步進電機、伺服驅(qū)動器等。什么情況下選擇伺服電機便合適呢?那就是在需要較為精確的速度或位置控制的部件時,選擇伺服電機驅(qū)動二者還是比較好選擇的。一般的自動化設(shè)備,甲方都會提供標(biāo)準(zhǔn)的380V工業(yè)電源或220V電源,此時選擇對應(yīng)電源的伺服電機即可,免去電源類型的轉(zhuǎn)換。但有一些設(shè)備,比如立體倉庫中的穿梭板、AGV小車等,由于本身的移動性質(zhì),大部分使用自帶直流電源,所以一般使用直流伺服電機。永磁交流伺服電動機無電刷和換向器,因此工作可靠,對維護和保養(yǎng)要求低。非標(biāo)伺服電機控制器
根據(jù)電機的旋轉(zhuǎn)磁場和轉(zhuǎn)子是否同步,又分為同步電機和異步電機。雖然直流電機通常被歸類為有刷或無刷電機,但交流電機更頻繁地根據(jù)其旋轉(zhuǎn)磁場的速度進行區(qū)分,即同步或異步。在交流電機中,速度由電源電壓的頻率和磁極數(shù)決定,該速度稱為同步速度。在同步電機中,轉(zhuǎn)子以與定子旋轉(zhuǎn)磁場相同的速度旋轉(zhuǎn)。在異步電機(通常稱為感應(yīng)電機)中,轉(zhuǎn)子以比定子旋轉(zhuǎn)磁場慢的速度旋轉(zhuǎn)。當(dāng)感應(yīng)電機與變頻驅(qū)動器配對時,可以實現(xiàn)類似于伺服電機的速度控制和性能,但因為它們通常不包含反饋,所以不是真正的伺服設(shè)備。通孔伺服電機剎車對電機的速度、位置都沒有要求,只要輸出一個恒轉(zhuǎn)矩,當(dāng)然是用轉(zhuǎn)矩模式。
伺服電機工作原理:伺服系統(tǒng)(servo mechanism)是使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(biāo)(或給定值)的任意變化的自動控制系統(tǒng)。伺服主要靠脈沖來定位,基本上可以這樣理解,伺服電機接收到1個脈沖,就會旋轉(zhuǎn)1個脈沖對應(yīng)的角度,從而實現(xiàn)位移。伺服電機本身具備發(fā)出脈沖的功能,所以伺服電機每旋轉(zhuǎn)一個角度,都會發(fā)出對應(yīng)數(shù)量的脈沖,這樣,和伺服電機接受的脈沖形成了呼應(yīng),或者叫閉環(huán),如此一來,系統(tǒng)就會知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機,同時又收了多少脈沖回來,這樣,就能夠很精確的控制電機的轉(zhuǎn)動,從而實現(xiàn)精確的定位,可以達到0.001mm。
伺服電機是在伺服系統(tǒng)中控制機械元件運轉(zhuǎn)的發(fā)動機,是一種補助馬達間接變速裝置。伺服電機是可以連續(xù)旋轉(zhuǎn)的電-機械轉(zhuǎn)換器。作為液壓閥控制器的伺服電機,屬于功率很小的微特電機,以永磁式直流伺服電機和并激式直流伺服電機較為常用。伺服電動機又稱執(zhí)行電動機,在自動控制系統(tǒng)中,用作執(zhí)行元件,把所收到的電信號轉(zhuǎn)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(dāng)信號電壓為零時無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象,轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。正常運轉(zhuǎn)的伺服電動機,只要失去控制電壓,電機立即停止運轉(zhuǎn)。
在步進電機的運行機理和永磁交流伺服系統(tǒng)閉環(huán)控制機理的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)了其在dq坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,確定了閉環(huán)控制系統(tǒng)的原理框圖;通過分析雙H橋逆變器拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計了一種上下橋臂互補導(dǎo)通、對角橋臂同時導(dǎo)通的控制方式,并基于此借鑒了三相空間電壓矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)方式,重新推導(dǎo)了基于雙H橋逆變器的空間電壓矢量脈寬調(diào)制方法,同時設(shè)計了積分分離PI調(diào)節(jié)器,引入了以電流環(huán)/速度環(huán)為內(nèi)環(huán)和位置環(huán)為外環(huán)的閉環(huán)控制結(jié)構(gòu),后面形成兩相混合式步進電機高性能閉環(huán)驅(qū)動系統(tǒng)。
交流伺服電動機在沒有控制電壓時,定子內(nèi)只有勵磁繞組產(chǎn)生的脈動磁場,轉(zhuǎn)子靜止不動。貫通伺服電機1000線編碼器
適應(yīng)于高速大力矩工作狀態(tài);非標(biāo)伺服電機控制器
伺服回路:電流與旋轉(zhuǎn)電機中的扭矩,或線性電機中的力成正比。電流傳感器提供流過電機的電流信號,并將信號發(fā)送回控制器,控制器從命令信號中減去該信號并作用于電機。當(dāng)伺服電機處于指令電流時,循環(huán)被滿足,直到電流下降到指令電流以下,循環(huán)將增加電流直到達到命令電流,整個循環(huán)過程速度極快,通常在亞秒級更新。速度環(huán)以相同的方式工作,直流電機電壓與速度成正比。當(dāng)速度低于指令速度時,速度環(huán)向電流環(huán)發(fā)送命令以增加電流,從而增加電壓。交流電機可以通過編碼器和其他傳感器反饋速度和位置,并通過速度環(huán)和位置環(huán)改變電流,實現(xiàn)控制。三個回路以優(yōu)化的方式同步工作,以提供對伺服機構(gòu)的平滑和精確控制。非標(biāo)伺服電機控制器
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