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伺服电机的控制图(电机伺服控制器工作原理)
时间:2022-11-30 16:28

伺服电机的作用是将输入的电压信号(即控制电压)转换成轴上的角位移或角速度输出。在自动控制系统中常作为执行元件使用,所以伺服电机也叫执行电机。它最大的特点是有控制电压时转子立即旋转,无控制电压时立即停止。旋转轴和速度由控制电压的方向和大小决定。伺服电机分为交流和DC。

一、交流伺服电动机

1.基本结构

交流伺服电机主要由定子和转子组成。

定子铁芯通常由层压硅钢片制成。两相绕组嵌在定子铁芯表面的槽中,其中一个是励磁绕组,另一个是控制绕组。两相绕组在空间上彼此相距90电角度。工作时,励磁绕组F接交流励磁电源,控制绕组K加控制信号电压Uk。

它主要由定子1、转子5和检测元件8组成。

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2. 工作原理

交流伺服电机无控制电压时,气隙中只有励磁绕组产生的脉动磁场,转子是静止的,没有起动转矩。当存在控制电压并且控制绕组电流和励磁绕组电流异相时,在气隙中产生旋转磁场并且产生电磁转矩,使得转子沿着旋转磁场的方向旋转。但要求伺服电机不仅能在控制电压下启动,而且能在电压消失后立即停止。如果伺服电机在控制电压消失后继续像单相异步电机一样旋转,就会失控。我们把这种因失控而自转的现象称为自转。

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3. 控制方法

玄学可以采用以下三种方法来控制伺服电机的转速和方向。

(1)振幅控制保持控制电压和激励电压之间的相位差不变,仅改变控制电压的振幅。

(2)相位控制保持控制电压的幅值不变,只改变控制电压与励磁电压的相位差。

(3)幅相控制同时改变控制电压的幅值和相位。

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二、直流伺服电动机

1.基本结构

传统的DC伺服电机本质上是一种普通的小容量DC电机,可分为他励式和永磁式,其结构与普通DC电机基本相同。

电枢杯形DC伺服电机的转子由非磁性材料制成的空心杯形圆筒构成。转子轻,转动惯量小,响应快。转子在软磁材料制成的内定子和外定子之间旋转,气隙大。

无刷DC伺服电机采用电子换向装置取代传统的电刷和换向器,使其工作更加可靠。其定子铁芯结构与普通DC电机基本相同,上面嵌有多相绕组,转子采用永磁材料。

2. 基本工作原理

传统的DC伺服电机的基本工作原理与普通的DC电机完全相同。它依靠电枢电流和气隙磁通产生电磁转矩,使伺服电机旋转。通常采用电枢控制方式,即在保持励磁电压不变的情况下,通过改变电枢电压来调节转速。电枢电压越低,转速越低;当电枢电压为零时,电机停止。因为电枢电压为零时电枢电流为零,所以电机不产生电磁转矩,不“旋转”。

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三、交直流伺服电动机的区别

DC伺服电机的缺点:

A.电刷和换向器容易磨损,倒车时产生火花,限制了速度。

B.结构复杂,制造困难,成本高

交流伺服电机的优点:

C.结构简单,成本低,转子惯性比DC电机小。

D.交流电动机的容量大于DC电动机的容量。

(一)、基本要求

1、位移精度高

位移精度:指指令脉冲要求的机床工作台位移与指令脉冲通过伺服系统转换的工作台实际位移之间的吻合程度。

2、稳定性好

稳定性:是指伺服系统在给定的输入或外部in的作用下,经过一个短暂的调整过程,能够达到一个新的或回到原来的平衡状态

根据伺服系统调节理论分类

一、开环伺服系统

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B.闭环伺服系统

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C.半闭环伺服系统

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