伺服电机是控制伺服系统中机械元件运行的发动机,是辅助电机的间接变速装置。伺服电机可以jingque控制速度和位置,并将电压信号转换成扭矩和转速来驱动被控对象。伺服电机转子速度由输入信号控制,并能快速响应。在自动控制系统中,它作为执行机构,具有机电时间常数小、线性度高、启动电压低等特点。它可以将接收到的电信号转换成电机轴上的角位移或角速度并输出。
伺服电机的优点
首先我们来看看伺服电机相对于其他电机(比如步进电机)的优势:
1.精度:实现位置、速度、扭矩闭环控制;克服了步进电机失步的问题;
2.转速:高速性能好,一般额定转速可达2000 ~ 3000转/分;
3.适应性:抗过载能力强,能承受三倍额定扭矩负荷,特别适用于瞬时负荷波动和快速启动要求的场合;
4.稳定:低速运行稳定,低速运行时不会出现类似步进电机的步进运行现象。适用于有高速响应要求的场合;
5.时效性:电机加减速动态对应时间短,一般在几十毫秒以内;
6.舒适度:发热和噪音明显降低。
简单来说,你平时看到的普通电机,停电后会因为自身惯性转一会儿再停下来。伺服电机和步进电机走走停停,反应非常快。但是步进电机不同步。
伺服电机的应用领域太多了。只要有电源,对精度有要求,一般可能会涉及伺服电机。如机床、印刷设备、包装设备、纺织设备、激光加工设备、机器人、自动化生产线等对加工精度、加工效率和工作可靠性要求比较高的设备。
伺服电机的种类分类
伺服电机分为两类:DC伺服电机和交流伺服电机,DC电机分为有刷和无刷。交流电机可分为异步和同步两种。
有刷电机成本低,结构简单,启动转矩大,调速范围宽,控制容易,需要维护,但维护方便(换碳刷),产生电磁干扰,对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。
无刷电机体积小,重量轻,出力大,响应快,速度高,惯量小,转动平滑,力矩稳定。控制复杂,容易实现智能化,其电子换相方式灵活,可以方波换相或正弦波换相。电机免维护,效率很高,运行温度低,电磁辐射很小,长寿命,可用于各种环境。
交流伺服电机也是无刷电机,分为同步和异步电机,目前运动控制中一般都用同步电机,它的功率范围大,可以做到很大的功率。大惯量,最高转动速度低,且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。
伺服电机的作用:
伺服电机可使控制速度,位置精度非常准确。
直流伺服电机的输出转速与输入电压成正比,并能实现正反向速度控制。具有起动转矩大,调速范围宽,机械特性和调节特性的线性度好,控制方便等优点,但换向电刷的磨损和易产生火花会影响其使用寿命。近年来出现的无刷直流伺服电机避免了电刷摩擦和换向干扰,因此灵敏度高,死区小,噪声低,寿命长,对周围电子设备干扰小。
直流伺服电机的输出转速/输入电压的传递函数可近似视为一阶迟后环节,其机电时间常数一般大约在十几毫秒到几十毫秒之间。而某些低惯量直流伺服电机(如空心杯转子型、印刷绕组型、无槽型)的时间常数仅为几毫秒到二十毫秒。
小功率规格的直流伺服电机的额定转速在3000r/min以上,甚至大于10000r/min。因此作为液压阀的控制器需配用高速比的减速器。而直流力矩伺服电机(即低速直流伺服电机)可在几十转/分的低速下,甚至在长期堵转的条件下工作,故可直接驱动被控件而不需减速