什么是伺服電機(jī)?它的概念及原理分析
伺服電動機(jī)也可以叫做執(zhí)行電動機(jī),是自動控制系統(tǒng)中的執(zhí)行元件,其工作是把收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機(jī)軸上的角速度輸出或者角位移輸出。
自從伺服電機(jī)推出以來,伺服電機(jī)已經(jīng)在許多行業(yè)中證明了其相當(dāng)有用。多年來,伺服電機(jī)一直參與完成大的任務(wù)。它們的尺寸可能很小,但是它們非常強(qiáng)大而且節(jié)能。有了這些特點(diǎn),伺服電機(jī)廣泛用于遙控玩具車,飛機(jī),機(jī)器人和各種工業(yè)設(shè)備。近年來伺服電機(jī)也被用于工業(yè)應(yīng)用,在線制造工廠,制藥服務(wù),機(jī)器人和食品服務(wù)行業(yè)。
有直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)兩種分類,其主要特點(diǎn)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。
直流伺服電機(jī)是小型應(yīng)用的理想選擇,但不能處理大電流浪涌。然而,交流伺服電機(jī)能夠應(yīng)對更高的電流浪涌,并在工業(yè)機(jī)械中得到廣泛的應(yīng)用。談到價格,直流電機(jī)比交流伺服更便宜,所以用得更多。此外,直流電機(jī)專門設(shè)計用于連續(xù)旋轉(zhuǎn),這使其成為機(jī)器人運(yùn)動的理想選擇。
伺服是一種電磁裝置,利用負(fù)反饋機(jī)制將電信號轉(zhuǎn)換為受控運(yùn)動?;旧希欧到y(tǒng)的行為類似于執(zhí)行器,提供對速度、加速度和線性或角度位置的精確控制。它由四件事組成:直流電機(jī)、位置傳感器、齒輪系和控制電路。與電機(jī)連接的齒輪機(jī)構(gòu)向位置傳感器提供反饋。
如果伺服的電機(jī)由直流操作,則稱為直流伺服電機(jī),如果由交流電操作,則稱為交流伺服電機(jī)。伺服電機(jī)的齒輪通常由塑料制成,但在大功率伺服系統(tǒng)中,它由金屬制成。
伺服電機(jī)由許多公司制造,其中一些是雙葉,HITECH,AIRTRONICS和JR無線電。它們在制造上相同,但在連接器類型、電線顏色等方面不同。市場上有多種類型的伺服器可供選擇,交流,直流,連續(xù),位置和線性伺服電機(jī)。
伺服電機(jī)的構(gòu)造
伺服電機(jī)是直流電機(jī),具有以下5個部分:-
定子繞組:這種類型的繞組繞在電機(jī)的固定部分。它也被稱為電機(jī)的勵磁繞組。
轉(zhuǎn)子繞組:這種類型的繞組繞在電機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分。它也被稱為電機(jī)的電樞繞組。
3.軸承:有兩種類型,即字體軸承和背面軸承,用于軸的運(yùn)動。
4.軸:電樞繞組耦合在鐵桿上稱為電機(jī)的軸。
5編碼器:它具有近似傳感器,可確定電機(jī)的轉(zhuǎn)速和電機(jī)的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)。
伺服電機(jī)機(jī)構(gòu)
它由三種基本類型組成:
1.控制裝置
2.輸出傳感器
3.反饋系統(tǒng)
伺服電機(jī)工作在自動閉環(huán)系統(tǒng)的現(xiàn)象上。該閉環(huán)系統(tǒng)需要控制器。該控制器由比較器和反饋路徑組成。它有一個輸出和兩個輸入。在這種情況下,為了產(chǎn)生輸出信號,比較器用于比較所需的參考信號,并且該輸出信號由傳感器感測。電機(jī)的輸入信號稱為反饋信號。根據(jù)反饋信號,電機(jī)開始工作。比較器信號稱為電機(jī)的邏輯信號。當(dāng)邏輯差值較高時,電機(jī)將在所需時間內(nèi)打開,當(dāng)邏輯差值較低時,電機(jī)將在所需時間內(nèi)關(guān)閉。基本上,比較器用于確定電機(jī)是ON還是OFF。 電機(jī)的正常運(yùn)行可以在良好的控制器的幫助下完成。
伺服電機(jī)可以通過PWM方法控制,即脈寬調(diào)制。它們向電機(jī)發(fā)送寬度不一致的電信號。寬度脈沖在1毫秒至2毫秒的范圍內(nèi)變化,并在一秒鐘內(nèi)重復(fù)50次將其傳輸?shù)剿欧姍C(jī)。脈沖的寬度控制旋轉(zhuǎn)軸的角位置。其中,使用了三個術(shù)語來表示伺服電機(jī)的控制,即最大脈沖,最小脈沖和重復(fù)率。
伺服電機(jī)可以控制速度,位置精度非常準(zhǔn)確,可以將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動控制對象。伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號控制,并能快速反應(yīng),在自動控制系統(tǒng)中,用作執(zhí)行元件,且具有機(jī)電時間常數(shù)小、線性度高等特性,可把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動機(jī)兩大類,其主要特點(diǎn)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。