什么是伺服電機
伺服電機(servo motor )是指在伺服系統中操控數控加工中心機械元件工作的發動機,是一種補助馬達直接變速裝置。
伺服電機可使操控速度,方位精度十分精確,能夠將電壓信號轉化為轉矩和轉速以驅動操控目標。數控加工中心伺服電機轉子轉速受輸入信號操控,并能快速反應,在自動操控系統中,用作履行元件,且具有機電時間常數小、線性度高、始動電壓等特性,可把所收到的電信號轉換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和溝通伺服電動機兩大類,其主要特點是,當信號電壓為零時無自轉現象,轉速跟著轉矩的添加而勻速下降。
伺服電機工作原理
伺服主要靠脈沖來定位,基本上能夠這樣了解,加工中心的伺服電機接收到1個脈沖,就會旋轉1個脈沖對應的視點,然后完成位移。
由于,加工中心伺服電機自身具有宣布脈沖的功用,所以伺服電機每旋轉一個視點,都會宣布對應數量的脈沖,這樣,和伺服電機承受的脈沖形成了照應,或許叫閉環,如此一來,體系就會知道發了多少脈沖給伺服電機,一起又收了多少脈沖回來,這樣,就能夠很準確的操控電機的滾動,然后完成準確的定位,能夠到達0.001mm。
一、溝通伺服電動機
溝通伺服電動機定子的結構基本上與電容分相式單相異步電動機類似.其定子上裝有兩個方位互差90°的繞組,一個是勵磁繞組Rf,它一直接在溝通電壓Uf上;另一個是操控繞組L,聯接操控信號電壓Uc。所以溝通伺服電動機又稱兩個伺服電動機。 溝通伺服電動機的轉子一般做成鼠籠式,但為了使伺服電動機具有較寬的調速規模、線性的機械特性,無“自轉”現象和快速呼應的功能,它與一般電動機比較,應具有轉子電阻大和滾動慣量小這兩個特色?,F在使用較多的轉子結構有兩種方式:一種是選用高電阻率的導電資料做成的高電阻率導條的鼠籠轉子,為了減小轉子的滾動慣量,轉子做得細長;另一種是選用鋁合金制成的空心杯形轉子,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.空心杯形轉子的滾動慣量很小,反響敏捷,而且作業平穩,因而被廣泛選用。 溝通伺服電動機在沒有操控電壓時,定子內只需勵磁繞組發生的脈動磁場,轉子靜止不動。當有操控電壓時,定子內便發生一個旋轉磁場,轉子沿旋轉磁場的方向旋轉,在負載穩定的情況下,電動機的轉速隨操控電壓的巨細而改變,當操控電壓的相位相反時,伺服電動機將回轉。 溝通伺服電動機的作業原理與分相式單相異步電動機盡管類似,但前者的轉子電阻比后者大得多,所以伺服電動機與單機異步電動機比較,
有三個顯著特色:
1、起動轉矩大 因為轉子電阻大,其轉矩特性曲線如圖3中曲線1所示,與一般異步電動機的轉矩特性曲線2比較,有顯著的差異。它可使臨界轉差率S0>1,這樣不只使轉矩特性(機械特性)更接近于線性,而且具有較大的起動轉矩。因而,當定子一有操控電壓,轉子當即滾動,即具有起動快、靈敏度高的特色。
2、工作規模較廣
3、無自轉現象 正常作業的伺服電動機,只需失掉操控電壓,電機當即中止作業。當伺服電動機失掉操控電壓后,它處于單相工作狀況,因為轉子電阻大,定子中兩個相反方向旋轉的旋轉磁場與轉子效果所發生的兩個轉矩特性(T1-S1、T2-S2曲線)以及組成轉矩特性(T-S曲線) 溝通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。 溝通伺服電動機工作平穩、噪音小。
但操控特性對錯線性,而且因為轉子電阻大,損耗大,功率低,因而與同容量直流加工中心伺服電動機比較,體積大、分量重,所以只適用于0.5-100W的小功率操控系統。
二、直流伺服電機
1.加工中心直流伺服電機分為有刷和無刷電機。有刷電機本錢低,結構簡略,發動轉矩大,調速規模寬,操控簡單,需求保護,但保護便利(換碳刷),發生電磁攪擾,對環境有要求。因此它能夠用于對本錢靈敏的一般工業和民用場合。 無刷電機體積小,重量輕,出力大,呼應快,速度高,慣量小,滾動滑潤,力矩安穩。操控雜亂,簡單完成智能化,其電子換相方法靈敏,能夠方波換相或正弦波換相。電機免保護,功率很高,運轉溫度低,電磁輻射很小,長壽命,可用于各種環境。
2.溝通伺服電機也是無刷電機,分為同步和異步電機,現在運動操控中一般都用同步電機,它的功率規模大,能夠做到很大的功率。大慣量,最高滾動速度低,且跟著功率增大而快速下降。因此適合做低速平穩運轉的使用。
3.加工中心伺服電機內部的轉子是永磁鐵,驅動器操控的U/V/W三相電構成電磁場,轉子在此磁場的效果下滾動,一起電機自帶的編碼器反應信號給驅動器,驅動器依據反應值與目標值進行比較,調整轉子滾動的視點。伺服電機的精度決定于編碼器的精度(線數)。