大量的伺服电机相关知识库存

什么是伺服电机伺服电机是控制伺服系统中机械部件操作的发动机，是辅助电机间接传动装置。伺服电机可以非常精确地控制速度和位置精度，并可以将电压信号转换为转矩和速度来驱动控制对象。伺服电机转子速度由输入信号控制，可以快速反应。它用作自动控制系统中的执行器，具有机电时间常数小，线性度高，启动电压小的特点，可以接收接收到的电信号。转换为电机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电机两大类，其主要特点是当信号电压为零时，没有旋转现象，转速随转矩的增加而均匀减小。伺服电机工作原理1.交流伺服电机交流伺服电机定子结构基本类似于电容器分相单相异步电动机。定子设有两个位置差为90°的绕组，一个是励磁绕组Rf，它总是连接到交流电压Uf，另一个是控制绕组L，它连接到控制信号电压Uc。因此，AC伺服电机也称为两个伺服电机。交流伺服电机的转子通常制成鼠笼型，但为了使伺服电机具有较宽的转速范围，线性机械特性，无“旋转”现象和快速响应性能，应与之相比较。普通电机。转子阻力大，转动惯量小的两个特点。目前，有两种类型的转子结构被广泛使用：一种是由高电阻率导电材料制成的鼠笼式转子，由高阻导电材料制成，转子做成细长以减少转子惯性矩，一个是由铝合金制成的空心杯转子，杯壁很薄，只有0.2-0.3毫米，为了减小磁路的磁阻，一个固定的内定子放在空心杯转子。空心杯转子因惯性小，响应快，操作平稳而被广泛使用。当AC伺服电动机中没有控制电压时，只有励磁绕组产生的脉动磁场存在于定子中，转子是静止的。当存在控制电压时，在定子中产生旋转磁场，并且转子在旋转磁场的方向上旋转。当负载恒定时，电动机的转速随控制电压的大小而变化。当控制电压的相位相反时，伺服电机将反转。交流伺服电机的工作原理与分相单相异步电动机的工作原理类似，但前者的转子电阻远大于后者。因此，与单机异步电动机相比，伺服电动机具有三个显着的特点：1。起动转矩大。 ：由于转子电阻大，转矩特性曲线与普通异步电动机的转矩特性曲线明显不同。它可以使临界滑移率S0> 1，这不仅使扭矩特性（机械特性）更接近线性，而且还具有更大的起动扭矩。因此，当定子具有控制电压时，转子立即旋转，即，它具有快速启动和高灵敏度的特性。 2.操作范围广。 3，无旋转现象：伺服电机正常运转，只要控制电压丢失，电机立即停止运转。当伺服电机失去控制电压时，它处于单相运行状态。由于转子电阻大，定子反方向的两个旋转扭矩和转子产生的两个扭矩特性（T1-S1，T2-S2曲线）和组合扭矩特性（TS曲线）交流伺服电机输出功率一般为0.1-100W。当工频为50Hz时，电压为36V，110V，220,380V，当工频为400Hz时，电压为20V，26V，36V，115V等。交流伺服电机运行平稳，噪音低。但是，控制特性是否定的n线性，转子电阻大，损耗大，效率低，与同容量直流伺服电机相比体积大，重量大，仅适用于0.5-100W的小功率控制系统。直流伺服电机调速原理伺服电机的工作原理与伺服电机的原理并没有完全不同，当然，意义上的差异也不会有很大差异！ 1.伺服主要通过脉冲定位。基本上，可以理解的是，当伺服电机接收到一个脉冲时，它将旋转对应于一个脉冲的角度以实现位移。由于伺服电机本身具有发射脉冲的功能，伺服每次电机旋转一个角度时，发出相应数量的脉冲，使伺服电机接收的脉冲形成回波或闭环。因此，系统知道向伺服电机发送了多少脉冲，以及接收了多少脉冲。返回脉冲，可以非常精确地控制电机的旋转，从而可以实现精确定位，可以达到0.001 mm。直流伺服电机分为有刷电机和无刷电机。电刷电机成本低，结构简单，启动转矩大，调速范围宽，易于控制和维护，维护方便（更换碳刷），电磁干扰，环保要求。因此，它可用于对成本敏感的一般工业和住宅应用。无刷电机体积小，重量轻，输出大，响应快，转速高，惯性小，转动平稳，转矩稳定。控制很复杂，很容易实现智能化。电子换向方法灵活，可以是方波换向或正弦波换向。电机免维护，效率高，工作温度低，电磁辐射低，寿命长，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，同步电动机通常用于运动控制。它具有很大的功率范围，可以实现大功率。高惯性，最高转速低，随着功率增加而迅速下降。因此，它适用于低速和平稳操作的应用。 3.伺服电机内的转子是永久磁铁。由驱动器控制的U / V / W三相电动机形成电磁场。转子在磁场的作用下旋转。同时，来自电动机的编码器反馈信号被提供给驱动器。驱动程序根据反馈值。与目标值进行比较以调整转子旋转的角度。伺服电机的精度由编码器的精度（行数）决定。简单伺服电机的工作原理伺服电机的工作原理和功能：伺服电机的作用是驱动控制对象。受控对象的扭矩和速度由信号电压控制。当信号电压的大小和极性改变时，电动机的转速和方向也改变。伺服电机分类：交流伺服电机和直流伺服电机。交流伺服电机：原理与两相交流异步电动机相同。定子配有两个绕组 - 励磁绕组和控制绕组。励磁绕组和控制绕组在空间中分开90°。接线：励磁绕组的接线控制绕组的接线励磁绕组中串联电容器C的目的是产生两相旋转磁场。通过适当选择电容器的尺寸，两个绕组之间的电流相位差接近90°，从而产生旋转磁场，并且转子在旋转磁场的作用下旋转。示例：选择电容器可以实现交流伺服电机电路中电压和电流的相量关系，如图所示。 1）当U2 = 0时，转子停止。此时，虽然U2 = 0V，但U1仍然存在并且似乎处于单相操作状态，但是与单相异步电机不同。如果单相电机开始运转，它将在单相发生后仍然转动。伺服电机不同，t当施加单相电压时，器件不能转动。原因：交流伺服电机R2设计得很大。因此，当U2 = 0时，交流伺服电机的T = f（s）曲线如下页所示：T = f（s）曲线的交流伺服电机（当U2 = 0时）当U2 = 0V时，脉动磁场分为正扭矩T39的组合扭矩T，由反向旋转磁场产生的Tquot与单相异步电机不同。组合扭矩的方向与旋转方向相反，因此当U2 = 0V时电机可以立即停止，这体现了控制信号的功能（当有控制电压时旋转，没有控制电压时不旋转） ，以免失去控制。 （2）交流伺服电动机R2设计得较大，Smgt，1和Tst较大，启动迅速，稳定工作范围大。 （3）当控制电压U2的大小改变时，转子速度相应地改变，并且速度与电压U2成比例。当U2的极性改变时，转子的转向发生变化。交流伺服电机的机械特性曲线（U1 =常数）应用：交流伺服电机的输出功率一般为0.1-100W，工频分为50Hz，400Hz等。它被广泛使用，例如自动控制，自动温度记录和其他系统。直流伺服电机结构：与直流电机基本相同。为了减少转动惯量，它变得纤细。工作原理：与直流电机相同。电源：他鼓励。励磁绕组和电枢由两个独立的电源供电：U1是励磁电压，U2是电枢电压。从机械特性可知：（1）当U1（即磁通¢）恒定时，U2↑，n↑在一定载荷下。 （2）当U2 = 0时，电机立即停止。反转：电枢电压的极性发生变化，电机反转。应用：直流伺服电机的特性比交流伺服电机的特性更难。通常用于功率稍高的系统，其输出功率通常为1-600W。它有许多用途，例如后续系统中的位置控制。伺服电机在工业机器人中的应用机器人产业的发展如火如荼，众多机床制造商，伺服制造商和其他合格企业纷纷转向机器人市场。为什么机床制造商和伺服制造商如此积极地转变研发机器人？工业机器人有四个主要部件，即车身，伺服，减速器和控制器。步进电机用于驱动机器人的关节。要求是具有最大功率质量比和转矩惯量比，高启动转矩，低惯性以及宽而平滑的速度范围。机器人行业的发展需要在伺服和集成控制领域取得突破。目前，中国在伺服等领域仍处于突破阶段，对当地机器人产业产生了不利影响。工业机器人电动伺服系统的一般结构是三个闭环控制，即电流回路，速度回路和位置回路。通常，对于AC伺服驱动器，可以通过手动设置内部功能参数来实现诸如位置控制，速度控制和转矩控制的各种功能。工业自动化过程的不断进步，对自动化软硬件设备的需求很高，国内工业机器人市场也在稳步增长。预计中国将在2015年成为全球最大的需求市场。同时，它直接推动了伺服系统的市场需求。 Merak提供的梅赛德斯步进伺服电机系统完美集成到集成电机的伺服控制技术中，具有高精度，良好的稳定性和高速度。目前，具有高起动转矩，高转矩和低惯性的交直流伺服电动机广泛应用于工业机器人中。其他电机，如交流伺服电机和步进电机，也可根据应用要求应用于工业机器人。特别是，机器人末端执行器（指针）应使用体积和质量尽可能小的电机。特别是在需要快速响应时，伺服电机μst具有高可靠性和大的短时过载能力。具体使用要求：速度快。起动转矩惯量比很大。控制特性的连续性和线性，随着控制信号的变化，电动机的转速可以连续变化，有时转速与控制信号成比例或成比例。速度范围很广。体积小，质量小，轴向尺寸短。可以承受恶劣的工作条件，可以执行非常频繁的前进和后退以及加速和减速操作，并且可以在短时间内承受过载。伺服电机行业的未来趋势现代交流伺服系统经过模拟到数字的转换后，其内部数字控制回路已经普遍存在，如换向，电流，速度和位置控制等，这主要是通过以下方式实现的：新的功率半导体。诸如高性能DSP和FPGA以及甚至伺服专用模块之类的设备也不足为奇。新的功率器件或模块将每2到2。5年更新一次，新的软件算法将每天都在变化。国际制造商的伺服产品将每5年更新一次。简而言之，产品生命周期越来越短。快点，再快一点。总结国内外伺服制造商的技术路线和产品路线，结合市场需求的变化，我们可以看到一些伺服电机系统的发展趋势：高效率虽然高效率一直是伺服系统的重要发展课题。系统，它仍然需要继续加强。它主要包括电机本身的高效率：例如，永磁材料性能的提高和磁铁安装结构的更好设计，以及驱动系统的高效率：包括逆变器驱动的优化电路，加速和减速运动的优化，以及再生系统。动态和能量反馈以及更好的冷却方法。直接驱动直接驱动包括使用盘式电机的旋转台伺服驱动器和使用线性电机的线性伺服驱动器，其消除了中间机械传动装置（例如齿轮箱）的传动误差，从而实现高速和高定位准确性。线性马达易于改变其形状，这使得能够使用线性线性机构的各种装置的小型化和轻量化。高速，高精度，高性能编码器，具有更高的精度，更高的采样精度和数据，更快的DSP，高性能旋转电机，无齿槽，线性电机，应用自适应，手动各种现代控制策略，如智能，不断提高伺服系统的基本指标（控制速度，控制精度）。集成和集成电机，反馈，控制，驱动和通信的垂直集成已成为当前低功耗伺服系统的发展方向。有时我们将这种称为智能电机的集成驱动和通信称为电机。有时我们称之为集成运动控制和通信驱动智能伺服驱动器。电机，驱动和控制的集成使得三者可以更紧密地集成，从设计到制造再到操作和维护。但这种方法面临着更大的技术挑战和工程师使用习惯的挑战，因此很难成为整个伺服市场的主流。介质是一个小而独特的部分。通用型通用驱动器具有丰富的参数和丰富的菜单功能，方便用户轻松设置V / F控制，无速度传感器开环矢量控制，闭环磁通矢量控制，无需更改硬件配置。永磁无刷交流伺服电机控制和再生单元等五种工作模式，适用于各种场合，可驱动异步电机，永磁同步电机，无刷直流电机，步进电机等不同类型的电机，或适应不同类型传感器类型甚至位置传感器。半闭环控制系统可以使用来自电动机本身的反馈来构造，或者可以利用外部位置或速度来构造扭矩传感器形成高精度全闭环控制系统。智能现代交流伺服驱动器配有参数记忆，故障自诊断和分析功能。大多数进口驱动器都具有负载惯量测量和自动增益调整功能。有些可以自动识别电机参数并自动确定编码器零位。有些可以自动抑制振动。将控制功能（如电子齿轮，电子凸轮，同步跟踪和插补运动）与驱动器相结合，可为伺服用户提供更好的体验。网络和模块化将现场总线和工业以太网技术，甚至无线网络技术集成到伺服驱动器中，已成为欧洲和美国制造商的常见做法。现代工业局域网发展的重要方向和各种总线标准的竞争焦点是如何适应高性能运动控制对数据传输的实时性，可靠性和同步性的要求。随着中国对大型分布式控制设备的需求不断增长以及高端数控系统的成功开发，网络化数字伺服系统的发展已成为当务之急。模块化不仅指伺服驱动模块，电源模块，再生制动模块和通信模块的组合，还指伺服驱动器内部软件和硬件的模块化和可重用性。从故障诊断到预测性维护随着机器安全标准的不断发展，传统的故障诊断和保护技术已经落后。最新产品嵌入了预测性维护技术，使人们能够通过互联网了解重要技术参数的动态趋势。并采取预防措施。例如，注意电流的上升，评估负载变化时的峰值电流，当外壳或磁芯的温度上升时监控温度传感器，并警告电流波形的任何失真。专业化和多样化虽然市场上有通用的伺服产品系列，但是为特定应用专门设计和制造的伺服系统无处不在。已经出现了使用具有不同性质，不同形状，不同表面粘合结构和嵌入式永磁转子结构的磁性材料。日本采用分体式核心结构技术，使永磁无刷伺服电机的生产实现了高效率，大批量和自动化，并引起国内制造商的研究和小型化。无论是永磁无刷伺服电机还是步进电机，它都在积极发展到更小的尺寸，如20,28,35mm外径，并且还在不断发展。大功率和尺寸型号已经出现了500KW永磁伺服电机。它反映了向两极化发展的趋势。测试方法也与传统的电机测试不同。伺服电机的性能主要体现在控制速度和控制精度上。这就产生了一个问题：传统的电机测试方法仅适用于电机，不能应用于伺服系统。分析控制特性。针对这种情况，MPT混合动力电机测试系统可以通过自由加载发动机技术连续动态地加载测试电机，实现对现实环境中被测电机工作状态的模拟，使相应的电机和控制器能够进行。动态响应控制，实际工作条件模拟和老化等各种测试使电机测试进入动态时代，满足当前伺服运动系统行业对运动控制相关项目的测试要求。