伺服电机的工作原理
伺服电机的工作原理

伺服电机的工作原理引言概述:伺服电机是一种常见的电机类型,它具有精准的位置控制和速度调节能力。
本文将详细介绍伺服电机的工作原理,包括传感器反馈、控制器、功率放大器以及电机本身的结构和工作原理。
一、传感器反馈1.1 位置传感器伺服电机通常使用编码器作为位置传感器,编码器能够实时测量电机转子的位置,并将其转化为数字信号。
编码器一般分为绝对值编码器和增量编码器两种类型,绝对值编码器可以直接读取电机转子的精确位置,而增量编码器则通过计算转子位置的变化来确定位置。
1.2 速度传感器速度传感器用于测量电机转子的转速,常见的速度传感器包括霍尔效应传感器和光电编码器。
这些传感器能够将转子转速转化为电信号,并传递给控制器进行反馈控制。
1.3 力传感器有些伺服电机还配备了力传感器,用于测量电机输出的力或扭矩。
力传感器可以实时检测电机的负载情况,并根据需要进行力或扭矩的调节。
二、控制器2.1 位置控制器伺服电机的控制器根据传感器反馈的位置信号,与期望位置进行比较,并产生误差信号。
位置控制器根据误差信号计算出控制信号,通过调节电机的转子位置来实现位置控制。
2.2 速度控制器速度控制器根据传感器反馈的速度信号与期望速度进行比较,并产生误差信号。
速度控制器根据误差信号计算出控制信号,通过调节电机的转速来实现速度控制。
2.3 力控制器力控制器根据传感器反馈的力信号与期望力进行比较,并产生误差信号。
力控制器根据误差信号计算出控制信号,通过调节电机的输出力或扭矩来实现力控制。
三、功率放大器3.1 电流放大器伺服电机的功率放大器主要用于放大控制器产生的控制信号,并驱动电机。
电流放大器将控制信号转化为电流信号,通过电机的线圈来产生磁场,并驱动电机转子的运动。
3.2 电压放大器有些伺服电机使用电压放大器来驱动电机,电压放大器将控制信号转化为电压信号,并通过电机的驱动电源来驱动电机的运动。
四、电机结构4.1 电机转子伺服电机的转子通常由永磁体或电磁体制成,转子通过电流或电压的作用产生磁场,并与定子的磁场相互作用,从而产生转矩。
伺服电机的工作原理

伺服电机的工作原理伺服电机是一种能够根据控制信号准确控制角度、位置和速度的电动机,广泛应用于自动化控制系统中。
它的工作原理涉及到电机控制、反馈系统和运动控制算法等多个方面。
下面将详细介绍伺服电机的工作原理。
1.电机控制:伺服电机通常采用三相交流电机,供电电源通过电机驱动器对电机进行控制。
电机驱动器接受来自控制系统的控制信号,根据信号的大小和形式来控制电机的运动。
控制信号可以是模拟信号(如电压或电流),也可以是数字信号(如PWM信号)。
电机驱动器负责根据控制信号的要求来调整输出给电机的电流、电压和频率等参数。
2.反馈系统:为了准确控制电机的角度、位置和速度,伺服电机通常会使用反馈系统来获取实时位置信息。
常见的反馈器件有编码器和霍尔传感器。
编码器可以记录电机转子的角度和位置,而霍尔传感器则可以检测电机的速度和方向。
反馈器件会将实时的位置信息传递给电机驱动器,使其能够根据需求调整电机的运动。
3.运动控制算法:伺服电机的运动控制算法可以分为开环控制和闭环控制两种。
开环控制是指电机驱动器仅根据输入信号控制电机的运动,没有实时的反馈信息进行校正。
这种方式简单、快速,适用于一些对精度要求不高的应用。
闭环控制则是通过反馈器件获取实时的位置信息,并将其与控制信号进行比较和校正,以使电机达到预定的角度、位置或速度。
闭环控制方式下,电机驱动器需要通过控制算法对反馈信号进行处理,并生成相应的控制信号,保证电机按照预定的要求进行运动。
4.PID控制算法:在伺服电机的闭环控制中,常用的控制算法是PID(Proportional, Integral, Derivative)控制算法。
PID算法是一种反馈控制算法,它通过比较预定的目标位置和实际位置之间的误差,并根据误差的大小来调整输出信号,以使电机逐渐接近目标位置。
这一算法结合比例、积分和微分三种控制方式,使电机的运动更加平稳和准确。
PID控制算法根据电机的反馈信号进行运算,将计算得到的控制信号输出给电机驱动器,以实现精确的位置、角度或速度控制。
伺服电机工作原理

伺服电机工作原理伺服电机是一种能够根据控制信号来精确控制位置、速度和加速度的电机。
它主要由电机本体、编码器、控制器和电源组成。
下面将详细介绍伺服电机的工作原理。
1. 电机本体:伺服电机通常采用直流电机或步进电机。
直流电机由电枢和永磁体组成,通过电枢中的电流和永磁体之间的相互作用产生转矩。
步进电机通过施加脉冲信号来控制转子的位置。
2. 编码器:编码器是伺服电机的反馈装置,用于测量电机的位置和速度。
它通常由光电传感器和编码盘组成。
编码盘上有许多等距离的刻线,当电机旋转时,光电传感器会感应到刻线的变化,并将这些变化转换成电信号。
3. 控制器:伺服电机的控制器是控制电机运动的核心部件。
它接收来自编码器的反馈信号,并根据设定的目标位置或速度,计算出电机应该施加的控制信号。
控制器可以采用PID控制算法或其他高级控制算法来实现精确的位置和速度控制。
4. 电源:伺服电机需要稳定的电源来提供工作所需的电能。
通常使用直流电源,电压大小根据电机的要求而定。
伺服电机的工作原理如下:1. 控制器接收到来自外部的控制信号,例如目标位置或目标速度。
2. 控制器根据当前位置和目标位置之间的差异,计算出电机应该施加的控制信号。
3. 控制器将控制信号发送给电机,电机根据信号的大小和方向来调整电流和转矩。
4. 电机开始运动,并通过编码器不断测量自身的位置和速度。
5. 编码器将测量结果反馈给控制器,控制器根据反馈信号进行修正,使电机逐渐接近目标位置或目标速度。
6. 当电机达到目标位置或目标速度时,控制器停止发送控制信号,电机停止运动。
伺服电机的工作原理可以简单概括为控制器接收控制信号,计算出控制信号,发送给电机,电机运动并通过编码器反馈位置和速度信息,控制器根据反馈信息进行修正,实现精确的位置和速度控制。
伺服电机广泛应用于各种需要精确控制位置和速度的领域,例如工业自动化、机器人、印刷设备、医疗器械等。
它的高精度和可靠性使得伺服电机成为现代自动化系统中不可或缺的一部分。
伺服电机工作原理

伺服电机工作原理伺服电机是指一种特殊的电动机,通过对其提供的控制信号进行反馈控制,使其能够精确地达到所需的位置、速度和加速度等运动控制要求。
伺服电机作为一种常见的工业控制元件,广泛应用于自动化生产线、机器人、数控机床、医疗设备等领域,在现代工业中发挥着极其重要的作用。
本文将从伺服电机的基本工作原理、负载特性、控制系统构成等方面进行介绍。
一、基本工作原理基本上,伺服电机是由一个电机、一个编码器和一个电子控制器组成。
通电后,电控器会根据外部输入的信号来确定需要实现的位置或速度等参数,然后将这些控制信号发送给电机以使其开始工作。
在工作过程中,编码器会不断地反馈电机的转速、角度等信息,而电控器会根据这些信息对电机输出的电流进行调整,从而实现对电机的精确控制。
具体来说,伺服电机的工作原理如下:1. 电机转矩反馈控制伺服电机的电机部分一般由三相交流电动机或直流电机组成。
与普通电机不同的是,伺服电机的转矩是由电子控制器动态控制的。
电子控制器会读取编码器反馈的当前转速和位置信息,并经过PID算法计算出控制电流的大小和方向,从而调整电机输出的转矩。
因此,伺服电机可以实现高精度的转矩控制,适用于高负载运动要求的应用场合。
2. 编码器位置反馈控制伺服电机中的编码器可以用来监测电机的位置和速度信息,从而实现闭环控制。
编码器通过感应电机轴上的一个磁场读取电机旋转的位置和速度,并输出数字信号给电子控制器。
根据编码器反馈的信息,电子控制器可以判断电机是否达到了预定位置和速度,并调整输出电流以控制电机的运动。
3. 电子控制器算法伺服电机中的PID算法用于计算输出电流和控制信号。
PID算法是一种反馈控制算法,它通过比较电机当前状态和设定值来计算控制器要输出的电流大小。
具体来说,PID算法包含三个部分:比例(P)、积分(I)和微分(D)。
比例系数是根据误差大小和设定值确定的,调整比例系数可以改变控制器的响应速度。
积分系数是为了消除系统积分误差而设置的,可以消除持续误差。
伺服电机工作原理

伺服电机工作原理引言概述:伺服电机是一种常用于自动控制系统中的电机,它通过精确的位置和速度反馈机制,能够实现高精度的运动控制。
本文将介绍伺服电机的工作原理及其相关知识。
一、伺服电机的基本原理1.1 反馈系统伺服电机的工作原理基于反馈系统。
反馈系统由编码器或传感器组成,用于测量电机的位置和速度。
编码器将电机的运动转化为数字信号,传感器则通过物理量的变化来反馈电机的状态。
1.2 控制器伺服电机的控制器是控制电机运动的核心部件。
它根据反馈系统提供的信息,计算出电机应该采取的动作,如调整电机的转速、位置或力矩。
控制器通常采用PID控制算法,通过不断调整控制信号来使电机达到期望的运动状态。
1.3 电机驱动器电机驱动器是将控制信号转化为电机动作的装置。
它接收控制器发出的信号,并将其转化为适合电机的电流或电压信号。
电机驱动器负责控制电机的转速和力矩,确保电机按照控制器的指令进行精确的运动。
二、伺服电机的工作过程2.1 目标设定在使用伺服电机之前,需要设定电机的目标位置、速度或力矩。
这些目标由控制系统提供,可以通过人机界面或计算机软件进行设定。
2.2 反馈信号获取一旦设定了目标,伺服电机开始工作。
编码器或传感器测量电机的实际位置和速度,并将这些信息反馈给控制器。
2.3 控制信号计算控制器根据目标位置和实际位置之间的差异,计算出电机应该采取的动作。
通过PID算法,控制器调整控制信号的大小和方向,以使电机逐渐接近目标状态。
三、伺服电机的应用领域3.1 机器人技术伺服电机广泛应用于机器人技术中。
机器人需要精确的运动控制,伺服电机能够提供高精度的位置和速度控制,使机器人能够完成复杂的任务。
3.2 自动化生产线在自动化生产线上,伺服电机被用于控制各种运动装置,如传送带、机械臂等。
伺服电机的高精度和可靠性,能够确保生产线上的产品质量和生产效率。
3.3 医疗设备伺服电机在医疗设备中的应用越来越广泛。
例如,手术机器人需要精确的运动控制来帮助医生进行手术操作,伺服电机能够提供所需的高精度运动控制。
伺服电机的工作原理

伺服电机的工作原理引言概述:伺服电机是一种常用的电动机,具有精确控制位置和速度的能力。
它在许多领域中广泛应用,如机器人技术、自动化生产线以及航空航天等。
本文将详细介绍伺服电机的工作原理。
一、电机构成1.1 电机转子伺服电机的转子通常由永磁体或电磁体组成。
永磁体转子由永磁材料制成,具有固定的磁场。
电磁体转子则通过电流激励产生磁场。
转子的磁场与定子的磁场相互作用,产生转矩,驱动电机运动。
1.2 电机定子伺服电机的定子由一组线圈组成,称为绕组。
绕组通常由导线绕制而成,通过电流激励产生磁场。
定子的磁场与转子的磁场相互作用,产生转矩,驱动电机运动。
1.3 电机控制器伺服电机的控制器是整个系统的核心部分。
它接收来自传感器的反馈信号,计算出控制电机运动所需的参数,并输出控制信号给电机驱动器。
控制器通过调整电机驱动器的输入信号,实现对电机的精确控制。
二、反馈系统2.1 位置反馈伺服电机通常配备位置传感器,用于实时监测电机转子的位置。
位置传感器可以是光电编码器、霍尔传感器或者磁编码器等。
通过获取转子位置信息,控制器可以实时调整电机的输出,使其达到预定位置。
2.2 速度反馈除了位置反馈,伺服电机还可以配备速度传感器,用于实时监测电机的转速。
速度传感器可以是霍尔传感器、转矩传感器或者光电编码器等。
通过获取转速信息,控制器可以精确控制电机的速度,使其满足应用需求。
2.3 加速度反馈为了更好地控制电机的运动过程,一些伺服系统还配备加速度传感器。
加速度传感器可以实时监测电机的加速度变化,从而帮助控制器更精确地调整电机的输出信号,使其实现平稳加速和减速。
三、闭环控制3.1 控制信号计算基于反馈系统提供的位置、速度和加速度信息,控制器通过算法计算出控制信号。
这些信号包含了电机的电流、电压或脉冲等信息,用于驱动电机。
3.2 控制信号输出控制信号由控制器输出给电机驱动器。
电机驱动器根据控制信号的特点,通过合适的方式调整电机的输入电流、电压或者脉冲信号,从而实现对电机的精确控制。
伺服电机 工作原理

伺服电机工作原理伺服电机是一种能够从外部输入控制信号来控制运动和位置的电动机,通常用于需要高精度和高性能的工业设备和机械上。
它通过内部的反馈系统,能够实现精准的位置控制,因此在自动化生产线、机器人、CNC机床等方面得到广泛应用。
本文将介绍伺服电机的工作原理及其主要特点。
一、伺服电机的工作原理1. 伺服电机的组成伺服电机主要由电机、编码器、控制器和驱动器组成。
电机作为动力源,由编码器返回转动信息,控制器根据设定的位置信息与实际位置信息进行比较并产生控制信号,驱动器将控制信号转换成电流输出给电机,从而控制电机的转动。
2. 控制原理伺服电机的控制原理是通过控制器根据输入的命令信号和反馈的位置信息,来调整电机的转速和位置,使之与指令位置保持一致。
当指令位置发生变化时,控制器将根据编码器的反馈信息来调整电机的转速和方向,直至达到设定的位置要求。
3. 反馈系统伺服电机的关键在于其内部的反馈系统,通过编码器等装置实时地获取电机的角度信息,反馈给控制器,从而使控制系统能够实时调整电机的转速和位置,以达到预定的要求。
这种闭环控制系统能够帮助伺服电机实现非常精准的位置控制。
二、伺服电机的特点1. 高精度伺服电机能够实现非常高的位置控制精度,通常在微米级别,因此在需要精密定位的领域得到广泛应用,例如在半导体生产设备、医疗器械、光学设备等方面都能见到其身影。
2. 高性能伺服电机能够实现快速响应和高速度输出,通常具有较大的功率密度,能够在较短的时间内完成对位置的控制,因此在需要高效率和高性能的设备上得到广泛应用。
3. 灵活性伺服电机可以通过控制器对其运动规律进行灵活的调整和设定,能够适应各种复杂的运动轨迹和工作要求,因此在很多需要多功能和自适应性的设备中被广泛应用。
4. 自动化伺服电机能够与控制系统紧密结合,实现自动化控制,例如在自动化生产线上,通过与PLC等控制系统的配合,能够实现复杂的生产过程的自动化控制。
以上是关于伺服电机工作原理的简要介绍,伺服电机的应用领域非常广泛,随着工业自动化的发展,伺服电机将会在更多的领域得到应用,相信随着技术的不断创新,伺服电机在未来将会有更加广阔的发展前景。
伺服电机是什么原理

伺服电机是什么原理
伺服电机是一种能够准确控制运动位置、速度和加速度的电机。
它在工业自动
化领域应用广泛,常被用于需要精确控制的系统中。
伺服电机的原理主要包括结构、工作原理和控制方式三个方面。
1. 结构
伺服电机一般由电机本体、减速装置、编码器和控制器等部分组成。
其中,电
机本体是实现机械动力输出的核心部件,减速装置用于降低输出速度并增加输出扭矩,编码器用于反馈电机的位置信息,控制器负责接收指令并控制电机运动。
2. 工作原理
伺服电机的工作原理是通过编码器实时反馈电机位置信息,与控制器设定的目
标位置进行比较,然后控制电机输出的转矩和速度,使电机准确移动到目标位置。
控制器会根据编码器的反馈信号不断调整电机的控制算法,以实现精准控制。
3. 控制方式
伺服电机的控制方式一般包括位置控制、速度控制和扭矩控制。
位置控制是最
常见的控制方式,通过控制电机的位置来实现对运动的精确控制;速度控制是根据设定的速度值来控制电机的运动速度;扭矩控制则是控制电机的输出扭矩,在某些需要输出恒定扭矩的场合中应用广泛。
综上所述,伺服电机通过不断地接收编码器反馈信号并根据设定的控制算法,
实现对位置、速度和扭矩的精确控制,从而在工业自动化系统中发挥重要作用。
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/ebook/2007/B10036766/5.html/ebook/2007/B10036766/5.html伺服电机的工作原理2008-04-10 10:42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)。
什么是伺服电机?有几种类型?工作特点是什么?答:伺服电动机又称执行电动机,在自动控制系统中,用作执行元件,把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。
分为直流和交流伺服电动机两大类,其主要特点是,当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降.。
请问交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上有什么区别?答:交流伺服要好一些,因为是正弦波控制滚珠丝杆,转矩脉动小。
直流伺服是梯形波。
但直流伺服比较简单,便宜。
永磁交流伺服电动机20世纪80年代以来,随着集成电路、电力电子技术和交流可变速驱动技术的发展,永磁交流伺服驱动技术有了突出的发展,各国著名电气厂商相继推出各自的交流伺服电动机和伺服驱动器系列产品并不断完善和更新。
交流伺服系统已成为当代高性能伺服系统的主要发展方向,使原来的直流伺服面临被淘汰的危机。
90年代以后,世界各国已经商品化了的交流伺服系统是采用全数字控制的正弦波电动机伺服驱动。
交流伺服驱动装置在传动领域的发展日新月异。
永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较,主要优点有:⑴无电刷和换向器,因此工作可靠,对维护和保养要求低。
⑵定子绕组散热比较方便。
⑶惯量小,易于提高系统的快速性波纹管联轴器。
⑷适应于高速大力矩工作状态。
⑸同功率下有较小的体积和重量。
伺服和步进电机伺服主要靠脉冲来定位,基本上可以这样理解,伺服电机接收到1个脉冲,就会旋转1个脉冲对应的角度,从而实现位移,因为,伺服电机本身具备发出脉冲的功能,所以伺服电机每旋转一个角度,都会发出对应数量的脉冲,这样,和伺服电机接受的脉冲形成了呼应,或者叫闭环,如此一来,系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机,同时又收了多少脉冲回来,这样,就能够很精确的控制电机的转动,从而实现精确的定位,可以达到0.001mm。
步进电机是一种离散运动的装置,它和现代数字控制技术有着本质的联系。
在目前国内的数字控制系统中,步进电机的应用十分广泛。
随着全数字式交流伺服系统的出现,交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。
为了适应数字控制的发展趋势,运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。
虽然两者在控制方式上相似(脉冲串和方向信号)弹性联轴器,但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。
现就二者的使用性能作一比较。
一、控制精度不同两相混合式步进电机步距角一般为3.6°、1.8°,五相混合式步进电机步距角一般为0.72 °、0.36°。
也有一些高性能的步进电机步距角更小。
如四通公司生产的一种用于慢走丝机床的步进电机,其步距角为0.09°;德国百格拉公司(BERGER LAHR)生产的三相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°,兼容了两相和五相混合式步进电机的步距角。
交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。
以松下全数字式交流伺服电机为例,对于带标准2500线编码器的电机而言,由于驱动器内部采用了四倍频技术,其脉冲当量为360°/10000=0.036°。
对于带17位编码器的电机而言,驱动器每接收217=131072个脉冲电机转一圈,即其脉冲当量为360°/131072=9.89秒。
是步距角为1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。
二、低频特性不同步进电机在低速时易出现低频振动现象。
振动频率与负载情况和驱动器性能有关,一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。
这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。
当步进电机工作在低速时,一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象,比如在电机上加阻尼器,或驱动器上采用细分技术等。
交流伺服电机运转非常平稳膜片联轴器,即使在低速时也不会出现振动现象。
交流伺服系统具有共振抑制功能,可涵盖机械的刚性不足,并且系统内部具有频率解析机能(FFT),可检测出机械的共振点,便于系统调整。
三、矩频特性不同步进电机的输出力矩随转速升高而下降,且在较高转速时会急剧下降,所以其最高工作转速一般在300~600RPM。
交流伺服电机为恒力矩输出,即在其额定转速(一般为2000RPM或3000RPM)以内,都能输出额定转矩,在额定转速以上为恒功率输出。
四、过载能力不同步进电机一般不具有过载能力。
交流伺服电机具有较强的过载能力。
以松下交流伺服系统为例,它具有速度过载和转矩过载能力。
其最大转矩为额定转矩的三倍,可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。
步进电机因为没有这种过载能力,在选型时为了克服这种惯性力矩,往往需要选取较大转矩的电机,而机器在正常工作期间又不需要那么大的转矩,便出现了力矩浪费的现象。
五、运行性能不同步进电机的控制为开环控制,启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象,停止时转速过高易出现过冲的现象,所以为保证其控制精度,应处理好升、降速问题。
交流伺服驱动系统为闭环控制,驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样,内部构成位置环和速度环,一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象,控制性能更为可靠。
六、速度响应性能不同步进电机从静止加速到工作转速(一般为每分钟几百转)需要200~400毫秒。
交流伺服系统的加速性能较好,以松下MSMA 400W交流伺服电机为例,从静止加速到其额定转速3000RPM仅需几毫秒,可用于要求快速启停的控制场合。
综上所述,交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机。
但在一些要求不高的场合也经常用步进电机来做执行电动机。
所以,在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、成本等多方面的因素,选用适当的控制电机。
交流伺服电机的结构及控制原理[ 2009-3-5 3:19:00 | By: Dony ]与普通电机一样,交流伺服电机也由定子和转子构成。
定子上有两个绕组,即励磁绕组和控制绕组,两个绕组在空间相差90°电角度。
伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动gS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)。
交流伺服电机的工作原理和单相感应电动机无本质上的差异。
但是,交流伺服电机必须具备一个性能,就是能克服交流伺服电机的所谓“自转”现象,即无控制信号时,它不应转动,特别是当它已在转动时,如果控制信号消失,它应能立即停止转动。
而普通的感应电动机转动起来以后,如控制信号消失,往往仍在继续转动。
当电机原来处于静止状态时,如控制绕组不加控制电压,此时只有励磁绕组通电产生脉动磁场。
可以把脉动磁场看成两个圆形旋转磁场。
这两个圆形旋转磁场以同样的大小和转速,向相反方向旋转,所建立的正、反转旋转磁场分别切割笼型绕组(或杯形壁)并感应出大小相同,相位相反的电动势和电流(或涡流),这些电流分别与各自的磁场作用产生的力矩也大小相等、方向相反,合成力矩为零,伺服电机转子转不起来。
一旦控制系统有偏差信号,控制绕组就要接受与之相对应的控制电压。
在一般情况下,电机内部产生的磁场是椭圆形旋转磁场。
一个椭圆形旋转磁场可以看成是由两个圆形旋转磁场合成起来的。
这两个圆形旋转磁场幅值不等(与原椭圆旋转磁场转向相同的正转磁场大,与原转向相反的反转磁场小),但以相同的速度,向相反的方向旋转。
它们切割转子绕组感应的电势和电流以及产生的电磁力矩也方向相反、大小不等(正转者大,反转者小)合成力矩不为零,所以伺服电机就朝着正转磁场的方向转动起来,随着信号的增强,磁场接近圆形,此时正转磁场及其力矩增大,反转磁场及其力矩减小,合成力矩变大,如负载力矩不变,转子的速度就增加。
如果改变控制电压的相位,即移相180o,旋转磁场的转向相反,因而产生的合成力矩方向也相反,伺服电机将反转。
若控制信号消失,只有励磁绕组通入电流,伺服电机产生的磁场将是脉动磁场,转子很快地停下来。
为使交流伺服电机具有控制信号消失,立即停止转动的功能,把它的转子电阻做得特别大,使它的临界转差率Sk大于1。
在电机运行过程中,如果控制信号降为“零”,励磁电流仍然存在,气隙中产生一个脉动磁场,此脉动磁场可视为正向旋转磁场和反向旋转磁场的合成。
一旦控制信号消失,气隙磁场转化为脉动磁场,它可视为正向旋转磁场和反向旋转磁场的合成,电机即按合成特性曲线运行。
由于转子的惯性,运行点由A点移到B点,此时电动机产生了一个与转子原来转动方向相反的制动力矩。
在负载力矩和制动力矩的作用下使转子迅速停止。
必须指出,普通的两相和三相异步电动机正常情况下都是在对称状态下工作,不对称运行属于故障状态。
而交流伺服电机则可以靠不同程度的不对称运行来达到控制目的。
这是交流伺服电机在运行上与普通异步电动机的根本区别。
就伺服驱动器的响应速度来看,转矩模式运算量最小,驱动器对控制信号的响应最快;位置模式运算量最大,驱动器对控制信号的响应最慢。
对运动中的动态性能有比较高的要求时,需要实时对电机进行调整。
那么如果控制器本身的运算速度很慢(比如PLC,或低端运动控制器),就用位置方式控制。
如果控制器运算速度比较快,可以用速度方式,把位置环从驱动器移到控制器上,减少驱动器的工作量,提高效率(比如大部分中高端运动控制器);如果有更好的上位控制器,还可以用转矩方式控制,把速度环也从驱动器上移开,这一般只是高端专用控制器才能这么干,而且,这时完全不需要使用伺服电机。
换一种说法是:1、转矩控制:转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小,具体表现为例如10V对应5Nm的话,当外部模拟量设定为5V时电机轴输出为2.5Nm:如果电机轴负载低于2.5Nm时电机正转,外部负载等于2.5Nm时电机不转,大于2.5Nm时电机反转(通常在有重力负载情况下产生)。
可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小,也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。
应用主要在对材质的受力有严格要求的缠绕和放卷的装置中,例如饶线装置或拉光纤设备,转矩的设定要根据缠绕的半径的变化随时更改以确保材质的受力不会随着缠绕半径的变化而改变。