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本文详细阐述了伺服电机和伺服控制器
来源: fbe作者: fbe时间:2020-10-10 16:55:48点击:2836

伺服的结构是怎样的?最简单的伺服控制单元之一是伺服电机和伺服控制器。今天我们来分析一下伺服电机和伺服控制器。

运动原理。

右手螺旋法则(安培法则)-起电和磁力产生。

安培定律,也称右手螺旋定律,是表示电流与电流激发的磁场的磁感应线方向之间关系的一种定律。通电直导线中的安培法则:右手握住通电直导线,让拇指指向电流方向,那么四个手指的方向就是磁感应线的环绕方向;通电螺线管中的安培定律:用右手握住通电螺线管,使四个手指向与电流相同的方向弯曲,那么拇指所指的一端就是通电螺线管的N极。

弗莱明左手磁力定律。

载流导线在外磁场中应力方向的确定规则。也称为马达法则。左手平,拇指与其他四指垂直,手掌面向N级,四指为电流方向,拇指为载流导线在外磁场中的受力方向。

DC伺服电机结构。

伺服控制单元。

※伺服语言来源于拉丁语,原意为“slave”,意思是通过闭环控制来控制机械系统的位置、扭矩、速度或加速度,它是自动控制系统中的执行单元,将上位控制器的电信号转换成电机轴上的角位移或角速度。※是的。

1.控制器:动作指令信号的输出装置。

2.驱动器:接收控制指令并驱动电机的装置。

3.伺服电机:驱动受控对象并检测其状态的装置。

伺服电机的类型。

伺服电机的类型大致可分为以下三种:

1.同步型:采用永磁同步电机,断电时有发电作用,制动容易,但由于工艺材料问题,电机容量有限。ゥ转子:永磁体;定子:线圈]

2.感应式:感应式电机与通用电机结构相似,结构牢固,高速时转矩性能好,但电机容易发热,容量(7.5KW以上)多为这种形式。转子和定子都是线圈)

3.DC型:DC伺服电机,存在碳刷磨损产生灰尘的问题,不宜在无尘场所使用,主要是容量小。ゥ转子:线圈;定子:永磁体;换向器:磁刷]

SM同步伺服电机。

优点:1。免维护。※是的。2.耐环境性好。3.扭矩特性好,扭矩恒定。4.停电时可以产生制动。5.体积小,重量轻。6.效率高。

缺点:1。放大器比DC结构更复杂。※是的。2.电机和放大器必须以1:1的比例一起使用。3.永磁体可能会消磁。

IM感应伺服电机。

优点:1。易于维护。※是的。2.耐环境性好。3.高速时良好的扭矩特性。4.可以以良好的效率制造大容量。5.结构坚固。

缺点:1。容量小型号,效率差。※是的。2.放大器比DC形状的结构更复杂。3.万一停电,动力制动是不可能的。4.随温度变化的影响特性。5.放大器和马达必须以1:1的比例使用。

DC·DC伺服电机。

优点:1。伺服驱动器结构简单。※是的。2.停电时可产生制动。3.体积小,价格低。4.效率不错。

缺点:1。整流器外围需要定期维护。※是的。2.碳刷磨损了(碳粉),不能用在需要的地方。3.由于整流器碳刷问题,高速时转矩差。4.永磁体可能会消磁。

伺服控制原理。

伺服系统最大的特点:可以通过反馈信号控制方式将命令值与目标值进行比较,从而大大降低了误差条件。

什么是反馈信号:给被控对象下达指令后,正确跟踪找出当前值,并随时反馈被控内容的偏差值,目标对象到达目的地后反馈位置值,等等。

控制流程:检查机械本体的位置。回路是一个闭合系统,称为全闭环。相反,检测电机轴端的回路系统称为半闭环。

伺服驱动器的内部结构。

整流器:通过整流器,将交流电源转换成DC电源,经电容滤波,产生无脉动的稳定DC电源。

逆变部分:控制部分输出的SPWM信号驱动IGBT,将DC电源转换成SPWM波形驱动伺服电机。

控制部分:伺服单元采用全数字结构,在高性能硬件支持下实现软件闭环控制。现在,所有的伺服系统都采用了(DSP数字信号处理)芯片,DSP,它可以执行位置、速度、扭矩和电流控制器的功能。给出了脉宽调制信号。控制信号作用于动力驱动单元,并能接收加工位置和电流的反馈。它有一个通讯接口。

编码器:伺服电机配有高性能转角测量编码器,可精确测量转子位置和电机转速。

逆变器采用新型电力电子半导体器件。目前,伺服控制系统的输出器件越来越多地使用高开关频率的新型功率半导体器件,主要包括大功率晶体管(GTR)、功率场效应晶体管(MOSFET)和绝缘栅晶体管(IGPT)。这些先进设备的应用显著降低了伺服单元输出回路的功耗,提高了系统的响应速度,降低了运行噪声。

特别是,最新的伺服控制系统已经开始使用一种新型模块,这种模块将控制电路功能与大功率电子开关设备集成在一起,称为智能功率模块(IntelligentPowerModules,IPM)。该装置将输入隔离、能耗制动、过温、过压、过流保护和故障诊断功能集成到一个小模块中。其输入逻辑电平与TTL信号完全兼容,可以直接与微处理器的输出接口。它的应用大大简化了伺服单元的设计,实现了伺服系统的小型化。

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