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(servo motor )是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补助马达间接变速装置。“伺服”一词源于希腊语“奴隶”的意思,“伺服电机”可以理解为服从控制信号指挥的电机:在控制信号发出之前,转子静止不动;当控制信号发出时,转子立即转动;当控制信号消失时,转子能即时停转。因此伺服电机指的是随时跟随命令进行动作的一种电机,是以其工作性质命名的,概念上和“直流电机”“异步电机”“同步电机”这些常见以电机驱动方式来分类的方式不一样,注意不要混肴。
伺服电机可使控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制,并能快速反应,在自动控制系统中,用作执行元件,且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性,可把所收到的电信号转换成轴上的角位移或角速度输出。伺服电机主要分为直流伺服电机和交流伺服电机,其中直流伺服又分为有刷直流伺服和无刷直流伺服,交流伺服又分为异步交流伺服和永磁同步交流伺服。(实际上无刷直流伺服也算是交流伺服一派的,只不过区别在于用直流供电,并控制器换向实现交流电机驱动)
但由于主要用于控制,因此市面上大多的伺服电机通常是指永磁同步电机,因为其控制响应性能优;久而久之,大家日常说道的伺服电机通常都是指永磁同步电机。
永磁同步伺服电机
永磁同步伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的u/v/w三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。特点如下:
控制速度非常快,从启动到额定转速只需几毫秒;而相同情况下异步电机却需要几秒钟。
启动扭矩大,可以带动大惯量的物体进行运动。
功率密度大,相同功率范围下相比异步电机可以把体积做得更小、重量做得更轻。
运行效率高。
可支持低速长时间运行。
断电无自转现象,可快速控制停止动作。
但随着异步电机控制技术的不断发展,当前以模拟信号控制的异步电机在控制响应方面性能也跟上来了,且其亦具备永磁同步电机不具备的优点,因此异步伺服电机作为伺服电机行业的一股新生力量也在渐露头角。
异步伺服电机
异步伺服电机实际上和异步电机是几乎完全相似的,不过其引入了编码器实现了对电机的闭环控制,因此也可以视为伺服电机的一种。尤其是当前变频调速技术的飞速发展,异步伺服电机的实际控制性能也很不错,配合其支持大功率、高转速的特点,在一些永磁同步电机无法胜任的地方大放异彩。特点如下:
功率可以做得很大,设计成熟,运行可靠性高。
支持高速(过10000rpm)长时间运行,同比下永磁电机高只能做到6000~8000rpm转速。
,在对控制精度要求不高的情况下可以替代永磁电机使用。
在没有电机说明书时,可以用确认电机8引线的极性,具体步骤如下:
a.先用万用表测量8个引线之间的电阻,可判断出4组线圈引线;
b.由于只接1、6,2、8或1、6,7、4二个线圈电机也能正常转动,所以,在4个线圈中任选2个,接在驱动器上;
如果电机不转,说明这2组线圈是a相线圈;另外2个线圈是b相的2个线圈;
如果电机转动,说明这2个线圈一个是a相,一个是b相线圈;
c.接2组线圈让电机转动后,再从剩下的2个线圈中任选一个线圈,串联在a相线圈上,如果电机电机正常转动了,说明该线圈是a相的另一个线圈;
如果电机不转,将这个线圈的正负对调后再试一次,如果电机还不转,说明该线圈是b相的另一个线圈。
d.用上述同样方法,可以确定后一个线圈的极性。
四相八线接法 :f1、f2接励磁,h1和c1用连线连起来,h2、c2接直流电源。如果需要反转只需改换一下连线这就是:将h1和c2连起来,h2、c1接直流电源就可以了。
四相八线和两相四线步进电机的区别:
两相步进电机在定子上只有两个绕组,有四根出线,整步为1.8°,半步为0.9°。在驱动器中,只要对两相绕组电流通断和电流方向进行控制就可以了。而四相步进电机在定子上有四个绕组,有八根出线,整步为0.9°,半步为0.45°,不过驱动器中需要对四个绕组进行控制,电路相对复杂了。
我给大家介绍一下在我们行业经常遇到的步进,它的结构组成和工作原理。1、步进电动机它主要也是由定子和转子两部分组成的(hb混合型步进电动机),大家看一下下面这个图片,如图1:
我们从左往右看啊,个小的,接着大的,右边这个有两股线的它是带编码器的,它是可以进行闭环控制的。我们右边的是的立体图,有了这个立体图呢就便于大家了解它的真式结构,它上面呢有定子、转子(转子上面有磁钢有齿牙)、线圈、这个就是我们的混合式的步进电动机,现在是我们用的广泛的步进电机。大家再看一下下面是一个拆开的步进电机,这个比较直观,如图2:
大家仔细看一下,我们这个定子铁芯它里面的绕组和交流电动机是不是有点不一样呀?它里面有绕组,有定子铁芯。这个定子它主要是由硅钢片一片一片的组合起来的,大家有空的时候可以去看一下,它这样的组装方法呢,主要防止形成涡流,我们再看一下下面这个图,如图3:
大家看一下这里总共有几个绕组?8个是不是,大家再看一下上面那个绕组和下面那个绕组我在中间连了一根直线,就是说这两个绕组我们可以把它连接起来变成一个绕组,其余的绕组也是一样的,这样就变成了4个绕组,每一个绕组都是绕在硅钢上的,硅钢上面呢,都是有槽的,这个槽它的宽度跟那个转子上面刻的槽它是一样的,它都是一比一的,凸出来和凹进去是相等的。因为它用的都是直流电,我们一通电它就形成磁场,我们看一下下面这个图,如图4:
只要我们一通电,这边就是s极,另一边呢就是n极,如果把线接反了,那么它的磁极也会跟着就反过来了,所以,这个混合式步进电机它的通电的方式是:来回改变的。大家有机会可以去找一个坏的步进电机自己动手去拆开来看一下,它接出来有8根线,它是两个线圈连在一起接出来两根线(也就是说,它是把两个线圈串接起来形成一个线圈),我在这个图上面已经给大家标出来了,8个线圈就形成了4个线圈,那么问题来了,我就知道有人会问?你把人家的8个线圈改变成了4个线圈,那我可不可以把它变成两(2)个线圈呀?当然可以,我们把4个线圈接在一起,采用并励接法或串励接法,还有的人还是问,那可不可以把两个线圈接成一个线圈呢?我的回答是可以的,那样你的老板就叫你明天不用来上班了!所以大家在接线的时候一定要注意千万不要把线接错了。下面呢,我们再看一下转子,如图5:
转子:转子铁芯、永磁铁,它有两组磁铁,一头s极一头是n极,它这样排列呢,主要作用是推力比较大,大家再看一下那个s极和n极的磁条它们的对应是等距的,它的那个槽的部分对着那个突出的部分,也就是说s极和n极要错一个槽,那它有什么好处呢?就是一个推一个拉的作用。步进电动机有哪些主要的参数呢?如图6:
在我们市场上呢两相多,用量是大的,这个就是它的相数也就是线圈的组数。第二一个呢就是它的拍数,如图7:
拍数:这句话是什么意思呢?比如说像这个a线圈4个线圈通电了,就要吸引它,那么我b线圈通电了(当然a线圈这个时候已经断电),b线圈又吸引它,那么它就要转一个齿(一个角度,15度),当这个b线圈通完电呢,c线圈又通电,通电就吸引它,那么它又转一个角度,后呢,它就是a线圈、b线圈、c线圈通完电之后,它又是下一个a线圈、b线圈、c线圈通完电之后,又是下一个abc线圈通电之后,有后一个abc线圈通完电就是一个磁场周期,那么他需要的脉冲数呢就是abc三个脉冲。