交流伺服控制电机伺服电机控制原理
交流伺服电机 电路原理

交流伺服电机电路原理
交流伺服电机是一种广泛应用于自动控制系统中的电动机,它通过传感器和控制器来监测电机的运动状态,并根据设定的目标位置或速度来调节电机的操作,以实现精确的位置控制或速度控制。
交流伺服电机的电路原理主要包括以下几个方面:
1. 电源电路:交流伺服电机通常使用交流电源供电,电源电路用于将交流电源转换为适合电机驱动的直流电源。
通常采用整流电路、滤波电路和稳压电路等组成。
2. 控制信号电路:控制信号电路用于接收来自传感器或控制器的信号,并将其转换为电机驱动所需的信号形式。
通常包括信号转换电路、放大电路和驱动电路等。
3. 调速控制电路:调速控制电路用于根据设定的速度目标,通过控制电机的输入功率来实现精确的速度控制。
通常包括速度检测电路、比例积分控制电路和功率放大电路等。
4. 位置控制电路:位置控制电路用于根据设定的位置目标,通过控制电机的角度或位置来实现精确的位置控制。
通常包括位置传感器、位置反馈电路和位置控制算法等。
以上是交流伺服电机的基本电路原理,通过合理设计和搭配这些电路可以使电机实现精确的控制,广泛应用于机械、自动化、
机器人等领域。
需要注意的是,不同的伺服电机型号和应用场景可能会有一些差异,因此具体的电路设计可能会有所不同。
交流伺服电机工作原理

交流伺服电机工作原理伺服电机是一种特殊的电机,它通过接收控制信号来精确控制输出转速和位置。
交流伺服电机是伺服电机的一种,它采用交流电源作为驱动电源,具有高精度、高效率、高可靠性等优点,在工业自动化领域得到了广泛应用。
本文将介绍交流伺服电机的工作原理。
1. 交流伺服电机的基本结构交流伺服电机的基本结构包括电机本体和控制器两部分。
电机本体通常由转子、定子、传感器、编码器等组成,其中传感器和编码器用于检测电机的位置和速度,将检测结果反馈给控制器。
控制器则负责接收输入信号,根据反馈信号调整输出信号,控制电机的速度和位置。
2. 交流伺服电机的工作原理交流伺服电机的工作原理可以分为两个部分:速度控制和位置控制。
2.1 速度控制在速度控制中,控制器通过接收输入信号,将其转换成电压信号,作用于电机的定子上,使电机开始转动。
同时,传感器检测电机的转速,并将检测结果反馈给控制器。
控制器根据反馈信号调整输出电压,使电机的转速与输入信号的要求速度相匹配。
这样,电机就能够在不同的负载下保持稳定的转速。
2.2 位置控制在位置控制中,控制器通过接收输入信号,将其转换成电压信号,作用于电机的定子上,使电机开始转动。
同时,编码器检测电机的位置,并将检测结果反馈给控制器。
控制器根据反馈信号调整输出电压,使电机的位置与输入信号的要求位置相匹配。
这样,电机就能够精确控制输出位置,实现高精度的位置控制。
3. 交流伺服电机的优点相比于其他类型的电机,交流伺服电机具有以下优点:3.1 高精度交流伺服电机通过反馈控制实现高精度的位置和速度控制,可以满足各种精度要求的应用场合。
3.2 高效率交流伺服电机采用交流电源作为驱动电源,具有高效率、低能耗的特点。
3.3 高可靠性交流伺服电机采用先进的控制技术,具有高可靠性、稳定性,可以长时间运行不间断。
4. 总结交流伺服电机是一种高精度、高效率、高可靠性的电机,广泛应用于工业自动化领域。
其工作原理是通过反馈控制实现高精度的位置和速度控制,可以满足各种精度要求的应用场合。
交流伺服电机的工作原理,特点及优缺点

交流伺服电机的工作原理,特点及优缺点交流伺服电机是一种广泛应用于机械行业的快速精密控制执行器。
它能够实现高速度、高精度的位置、速度、扭矩调节,广泛应用于机器人、自动化生产线等领域。
本文将介绍交流伺服电机的工作原理、特点及其优缺点。
一、交流伺服电机的工作原理
交流伺服电机的工作原理是利用交流电源提供三相交流电,通过伺服驱动器将电能转化为机械能,通过装在电机上的编码器实现位置控制,通过对电流进行调节实现速度和扭矩控制。
二、交流伺服电机的特点
1. 高精度:交流伺服电机能够实现高精度的位置、速度和扭矩控制,可以满足各种高精度加工需求。
2. 高响应速度:交流伺服电机响应速度快,可在瞬间完成位置、速度和扭矩控制,能够适应高速运动的需求。
3. 低噪音:交流伺服电机工作时噪音低,不会对生产环境和人员造成干扰。
4. 稳定性好:交流伺服电机的控制系统稳定性好,能够保证高精度运动的稳定性。
5. 易于操作:交流伺服电机控制系统简单易用,操作方便。
三、交流伺服电机的优缺点
1. 优点:
(1) 高精度、高响应速度,可满足高精度加工需求。
(2) 稳定性好,能够保证高精度运动的稳定性。
(3) 易于操作,操作方便。
(4) 低噪音,不会对生产环境和人员造成干扰。
2. 缺点:
(1) 价格相对较高,成本较高。
(2) 对于小负载、低速运动的需求,效果不如直流电机好。
综上所述,交流伺服电机具有高精度、高响应速度、稳定性好等优点,但成本较高,不适用于小负载、低速运动的需求。
在使用时需要根据实际需求选择合适的电机来满足工作要求。
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。
伺服电机的控制原理有哪些

伺服电机的控制原理有哪些伺服电机是一种能够实现精确控制和定位的电机。
它通常由电机、编码器、控制器和驱动器等组成。
伺服电机的控制原理涉及到控制理论和电机驱动技术等多方面知识。
下面将介绍几种常见的伺服电机控制原理。
1.位置控制原理:伺服电机的位置控制是指控制电机达到特定位置的能力。
在位置控制中,编码器用于检测电机的实际位置,并将其与目标位置进行比较。
控制器根据差异信息计算出控制信号,将其发送至驱动器,驱动器根据控制信号驱动电机转动,直到实际位置与目标位置相等。
2.速度控制原理:伺服电机的速度控制是指控制电机达到特定速度的能力。
在速度控制中,编码器用于检测电机的实际速度,并将其与目标速度进行比较。
控制器根据差异信息计算出控制信号,将其发送至驱动器,驱动器根据控制信号调整供电电压以调整电机的转速。
3.力/力矩控制原理:伺服电机的力/力矩控制是指控制电机施加特定力或力矩的能力。
在力/力矩控制中,需要将引导反馈的传感器与编码器配合使用。
控制器通过对比输入的期望力/力矩信号和传感器反馈的实际力/力矩信息,计算出控制信号,以调整电机的输出力或力矩。
4.增量式控制原理:5.PID控制原理:伺服电机的PID控制是指使用PID控制器对电机进行闭环控制。
PID 控制器通过比较目标值和反馈值的差异,计算出比例、积分和微分三个方面的控制信号,以调整电机的输出。
通过调整PID参数,可以实现快速响应、稳定性和抗干扰能力。
总结:伺服电机的控制原理涉及到位置、速度、力/力矩、增量式和PID控制等方面。
不同的应用场景和要求可能需要采用不同的控制原理。
通过合理选择编码器、控制器和驱动器等组件,并设置合适的控制参数,可以实现对伺服电机的精确控制。
伺服电机及其控制原理

伺服电机及其控制原理伺服电机是一种能够根据外部控制信号来实现准确位置控制的电动机。
它通过搭配编码器或传感器,能够反馈运动信息,实现高精度的运动控制。
伺服电机广泛应用于机器人、自动化设备、工业生产线以及医疗仪器等领域。
伺服电机的工作原理可以简单描述为:通过控制器将目标位置和当前位置进行比较,计算出位置偏差,并通过电机驱动器控制电机旋转,使得位置偏差最小化,从而实现精确的位置控制。
通常情况下,伺服电机控制系统由以下几个主要组成部分构成:1.电机:伺服电机通常采用直流电机或交流电机,有时也会采用步进电机。
电机的类型和规格取决于具体的应用需求。
2.编码器或传感器:它们负责检测电机的位置或运动状态,并将这些信息反馈给控制器。
编码器可以采用不同的工作原理(如光电式、磁电式等),用于提供高精度的位置反馈。
3.控制器:控制器是伺服系统的核心部件,其功能是接收来自外部的指令信号,并输出给电机驱动器。
控制器通常采用微处理器或数字信号处理器(DSP)来实现控制算法,并与编码器/传感器配合使用,实现位置反馈和误差校正。
4.电机驱动器:电机驱动器负责将来自控制器的指令信号转化为电流或电压输出,控制电机的旋转。
电机驱动器通常包含功率放大器、保护电路和信号转换电路等部分。
伺服电机的控制原理基于闭环反馈控制的思想,主要包括位置控制和速度控制两个方面。
对于位置控制,控制器将目标位置与当前位置进行比较,并计算出位置误差。
根据误差大小和方向,控制器调整输出信号,通过电机驱动器控制电机的旋转,使得位置误差最小化。
位置反馈信号由编码器或传感器提供,控制器通过比较反馈信号和目标位置来实现闭环控制。
对于速度控制,控制器将目标速度与当前速度进行比较,并计算速度误差。
根据误差大小和方向,控制器调整输出信号,通过电机驱动器控制电机的转速,使得速度误差最小化。
速度反馈信号通常由编码器或传感器提供,控制器通过比较反馈信号和目标速度来实现闭环控制。
在实际应用中,伺服电机控制系统还需要考虑加速度、阻尼等因素,以实现更加精确的运动控制。
交流伺服电机 原理
交流伺服电机原理
交流伺服电机是一种常见的电机类型,广泛应用于工业机械、自动化设备、机器人等领域。
它具有准确的位置控制、高速响应、高运动精度等特点,因此在许多需要精确控制运动的场合得到广泛应用。
交流伺服电机的工作原理是通过电机驱动控制器中的控制算法,将电机的转动位置与目标位置进行比较,然后通过驱动器向电机供电,调整电机的转速和转矩,使得电机的转动位置逐渐接近目标位置。
控制器中的反馈装置可以提供电机当前的位置、速度等信息,使得控制器能够实时调整驱动信号,使电机稳定在目标位置上。
交流伺服电机主要由电机本体、编码器、驱动器和控制器组成。
电机本体是负责输出转矩和转动运动的部分,通常采用三相交流异步电机。
编码器用于实时检测电机的转动位置,将位置信号反馈给控制器。
驱动器是通过控制电源的电流和电压,提供适当的电能输入给电机,以实现控制电机转动的目的。
控制器则是根据编码器反馈的信息和控制算法,产生适当的驱动信号发送给驱动器。
交流伺服电机的运动控制通常采用闭环控制系统,即通过不断调整目标位置和实际位置之间的误差,使电机的转动达到精确的位置控制。
控制器中的控制算法一般采用PID算法,即比
例-积分-微分算法。
在实际应用中,还可以根据具体的需求进
行参数调整和优化,以实现更精确的控制效果。
总的来说,交流伺服电机通过控制器和驱动器的协作工作,利用编码器反馈信号实时调整驱动信号,从而实现精确的位置控制和运动控制。
它具有响应速度快、定位精度高、动态性能好等优点,成为许多自动化领域不可或缺的核心设备之一。
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常用的电动机,其工作原理是通过反馈控制系统来实现精确的位置控制。
它主要由电机本体、编码器、控制器和电源等部分组成。
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交流电机作为驱动源。
直流电机通常由电枢、永磁体和电刷等部分组成,通过电刷与电枢之间的摩擦与接触,实现电能转化为机械能。
交流电机则由定子和转子组成,通过交变磁场的作用,使转子产生旋转。
2. 编码器编码器是伺服电机的重要组成部分,用于实时反馈电机的位置信息。
编码器通常分为增量式编码器和绝对式编码器两种类型。
增量式编码器通过检测旋转角度的变化,输出脉冲信号,从而实现位置的判断。
绝对式编码器则可以直接读取到电机的具体位置,不需要通过计数器来计算。
3. 控制器控制器是伺服电机的核心部分,负责接收编码器反馈信号,并根据设定的目标位置进行控制。
控制器通常包括PID控制算法,用于调节电机的转速、位置和力矩等参数。
PID控制算法根据实际位置与目标位置之间的误差,通过比例、积分和微分三个参数来调节电机的输出信号,使其逐渐趋近目标位置。
4. 电源伺服电机通常需要稳定的直流电源来供电。
电源的稳定性对于伺服电机的工作非常重要,过高或过低的电压都会影响电机的性能。
因此,合适的电源选择和稳定性的保证对于伺服电机的正常工作至关重要。
伺服电机的工作原理可以简单总结为:控制器接收编码器反馈信号,计算出与目标位置之间的误差,并根据PID控制算法调节电机的输出信号,使其逐渐趋近目标位置。
通过不断的反馈和调节,伺服电机可以实现精确的位置控制。
需要注意的是,伺服电机的工作原理与具体的电机型号和控制器有关,上述介绍只是一个简单的概述。
在实际应用中,还需要根据具体的需求选择合适的伺服电机,并进行相应的参数配置和调试,以确保其正常工作。
总结起来,伺服电机是一种通过反馈控制系统实现精确位置控制的电机。
它由电机本体、编码器、控制器和电源等部分组成。
伺服器控制电机原理
伺服器控制电机原理摘要:1.伺服器控制电机的原理概述2.伺服电机的特点和分类3.伺服系统的构成及工作原理4.伺服器控制电机的具体方法5.伺服器控制电机的应用领域正文:【伺服器控制电机的原理概述】伺服器控制电机是一种将电脉冲转化为角位移的电机,通过接收脉冲信号来控制电机的转速、位置和转矩。
伺服电机能够在高速、高精度的位置控制和速度控制方面提供出色的性能,被广泛应用于各种工业自动化设备和机器人领域。
【伺服电机的特点和分类】伺服电机具有以下特点:1.启动力矩大:伺服电机在启动时可以产生较大的力矩,使得系统在启动时能够快速响应。
2.调速范围广:伺服电机可以在较宽的速度范围内进行调速,满足各种工况的需求。
3.控制精度高:伺服电机通过接收脉冲信号来控制转速和位置,控制精度高达0.01°。
4.运行平稳:伺服电机运行过程中无刷设计使得电机运行更加平稳,降低了故障率。
伺服电机主要分为以下几类:1.直流伺服电机:具有较大的启动力矩和较宽的调速范围,适用于高速、高精度的控制系统。
2.交流伺服电机:结构简单、运行可靠,但在启动力矩和调速范围方面稍逊于直流伺服电机。
3.矩阵伺服电机:具有较高的力矩容量和较宽的调速范围,适用于高负载、高精度的控制系统。
【伺服系统的构成及工作原理】伺服系统主要由伺服电机、伺服驱动器和控制器三部分组成。
工作原理如下:1.控制器将控制信号传输给伺服驱动器。
2.伺服驱动器将控制器传输的信号转换为相应的电压和电流信号,驱动伺服电机旋转。
3.伺服电机根据驱动器提供的电压和电流信号,产生相应的力矩和转速,实现对位置和速度的精确控制。
4.伺服系统通过闭环反馈,实时监测系统状态,调整驱动器的输出信号,保证系统的稳定性和精度。
【伺服器控制电机的具体方法】1.脉冲宽度调制(PWM):通过改变脉冲的宽度来调节电机的转速和转矩。
2.矢量控制(也称场导向控制,Field-Oriented Control, FOC):通过计算电机的磁场方向和大小,实现对电机力矩和转速的精确控制。
三相交流伺服电机工作原理
三相交流伺服电机工作原理伺服电机是一种精密控制电机,主要用于需要精确定位和速度控制的应用中。
与普通的电机相比,伺服电机具有更高的转速稳定性、更高的精度和更快的响应速度。
伺服电机常用于工业机械、机器人、自动化设备等领域。
具体的工作原理如下:1.三相交流感应电动机三相交流感应电动机通常由定子和转子两部分组成。
定子是由三个相互平衡的绕组组成,每个绕组与电源相连,形成三个相位。
转子则是通过电磁感应产生的磁场与定子的磁场相互作用而转动。
在工作过程中,当三相电源通电时,产生的交流电流会在定子绕组中产生旋转磁场,而这个旋转磁场会感应出转子中的电流,从而产生转矩,使转子开始旋转。
2.反馈系统为了实现精确的位置和速度控制,伺服电机通常配备了反馈系统,以获取电机的实际状态信息。
反馈系统一般采用光电编码器、霍尔传感器等装置来检测转子的位置和速度。
光电编码器是一种通过光电原理来感应转子位置的装置。
它通常由一对光电探测器和一个光栅盘组成。
光栅盘上有许多细小的透明和不透明的条纹,当光栅盘随着转子旋转时,光电探测器会感应到由透明和不透明条纹形成的光信号变化,从而测量出转子的位置和速度。
霍尔传感器是一种基于霍尔效应的设备,能够检测磁场的变化。
它通常与转子磁极组合使用,当转子旋转时,磁场会随之变化,霍尔传感器会通过感应磁场的变化来测量转子的位置和速度。
3.电机控制器电机控制器是伺服电机的核心部件,它基于来自反馈系统的信息,通过控制电流的大小和方向来控制电机的转子位置和速度。
电机控制器通常由一块微处理器实现,其内部集成了控制算法和反馈调节功能。
控制算法通常采用PID控制算法,根据反馈系统返回的误差信号来动态调整控制参数,以实现精确的位置和速度控制。
此外,电机控制器还负责与外部设备进行通信,接收外部接口的指令,并将电机实际状态的信息反馈给外部设备。
总结起来,三相交流伺服电机的工作原理是通过三相交流感应电动机的旋转磁场和反馈系统的信号,配合电机控制器的控制算法和反馈调节功能,实现精密的位置和速度控制。
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交流伺服控制电机伺服电机控制原理之宇文皓月创作“伺服”一词源于希腊语“奴隶”的意思。
“伺服电机”可以理解为绝对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。
伺服电机是自动控制装置中被用作执行元件的微特电机,其功能是将电信号转换成转轴的角位移或角速度。
伺服电机分为交流伺服和直流伺服两大类交流伺服电机的基本构造与交流感应电动机(异步电机)相似。
在定子上有两个相空间位移90°电角度的励磁绕组Wf和控制绕组WcoWf,接恒定交流电压,利用施加到Wc上的交流电压或相位的变更,达到控制电机运行的目的。
交流伺服电机具有运行稳定、可控性好、响应快速、灵敏度高以及机械特性和调节特性的非线性度指标严格(要求分别小于10%~15%和小于15%~25%)等特点。
直流伺服电机基本构造与一般直流电动机相似。
电机转速n=E /K1j=(Ua-IaRa)/K1j,式中E为电枢反电动势,K为常数,j为每极磁通,Ua、Ia为电枢电压和电枢电流,Ra为电枢电阻,改变Ua或改变φ,均可控制直流伺服电动机的转速,但一般采取控制电枢电压的方法,在永磁式直流伺服电动机中,励磁绕组被永久磁铁所取代,磁通φ恒定。
直流伺服电动机具有良好的线性调节特性及快速的时间响应。
直流伺服电机的优点和缺点优点:速度控制精确,转矩速度特性很硬,控制原理简单,使用方便,价格廉价。
缺点:电刷换向,速度限制,附加阻力,发生磨损微粒(无尘易爆环境不宜)交流伺服电机的优点和缺点优点:速度控制特性良好,在整个速度区内可实现平滑控制,几乎无振荡,90%以上的高效率,发热少,高速控制,高精确度位置控制(取决于编码器精度),额定运行区域内,可实现恒力矩,惯量低,低噪音,无电刷磨损,免维护(适用于无尘、易爆环境)缺点:控制较复杂,驱动器参数需要现场调整PID参数确定,需要更多的连线。
直流伺服电机分为有刷和无刷电机。
有刷电机成本低,结构简单,启动转矩大,调速范围宽,控制容易,需要维护,但维护方便(换碳刷),发生电磁干扰,对使用环境有要求,通经常使用于对成本敏感的普通工业和民用场合。
无刷电机体积小重量轻,出力大响应快,速度高惯量小,力矩稳定转动平滑,控制复杂,智能化,电子换相方式灵活,可以方波或正弦波换相,电机免维护,高效节能,电磁辐射小,温升低寿命长,适用于各种环境。
交流伺服电机也是无刷电机,分为同步和异步电机,目前运动控制中一般都用同步电机,其功率范围大,功率可以做到很大,大惯量,最高转速低,转速随功率增大而匀速下降,适用于低速平稳运行场合。
伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制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将反馈信号传给驱动器,对反馈值与目标值进行比较,从而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。
伺服电机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。
交流伺服电机和无刷直流伺服电机在性能上有什么区别?答:交流伺服电机的性能要好一些,因为交流伺服是正弦波控制,转矩脉动小;而无刷直流伺服是梯形波控制。
但无刷直流伺服实现控制比较简单,廉价。
永磁交流伺服驱动技术的迅猛发展使直流伺服系统面临被淘汰的危机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不竭推出新的交流伺服电机和伺服驱动器系列产品。
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,使直流伺服系统面临被淘汰的危机。
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,运行更可靠,免维护调养。
⑵定子绕组发热大大减少。
⑶惯量小,系统快速响应性好。
⑷高速大力矩工作状态好。
⑸相同功率下体积小重量轻。
永磁交流伺服系统的兴起和现状自从德国MANNESMANN的Rexroth公司的Indramat分部在1978年汉诺威贸易展览会上正式推出MAC永磁交流伺服电机驱动系统开始,标记着新一代交流伺服技术已经成熟。
到1980年代中后期,各大公司都已有了完整的系列产品,整个伺服装置市场都转向了交流系统。
早期的模拟系统在诸如零漂、抗干扰、可靠性、精度和柔性等方面存在缺乏,尚不克不及完全满足运动控制的要求,近年来随着微处理器、新型数字信号处理器(DSP)的应用,出现了数字控制系统,控制部分可由软件完成。
到20世纪90年代以后,全数字正弦波控制的永磁交流伺服电机驱动系统在传动领域中的地位进一步上升。
目前高性能的电伺服系统大多采取永磁同步型交流伺服电动机,控制驱动器多采取快速、准确定位的全数字位置伺服系统。
典型生产厂家如德国西门子、美国科尔摩根和日本松下及安川等公司。
永磁交流伺服系统各主要生产商概况日本安川电机制作所推出的小型交流伺服电动机和驱动器,其中D系列适用于数控机床(最高转速为1000r/min,力矩为0.25~2.8N.m),R系列适用于机器人(最高转速为3000r/min,力矩为0.016~0.16N.m)。
之后又推出M、F、S、H、C、G 六个系列。
20世纪90年代先后推出了新的D系列和R 系列。
由旧系列矩形波驱动的8051单片机控制,改为正弦波驱动的80C、154CPU和门阵列芯片控制,力矩动摇由24%降低到7%,并提高了可靠性。
这样,只用了几年时间形成了八个系列(功率范围为0.05~6kW)较完整的体系,满足了工作机械、搬运机构、焊接机械人、装配机器人、电子部件、加工机械、印刷机、高速卷绕机、绕线机等方面的分歧需求。
以生产机床数控装置而著名的日本法那克(Fanuc)公司,在20世纪80年代中期也推出了S系列(13个规格)和L系列(5个规格)的永磁交流伺服电动机。
其中L系列有较小的转动惯量和机械时间常数,适用于要求特别快速响应的位置伺服系统。
日本其他厂商,例如三菱电动机(HC-KFS、HC-MFS、HC-SFS、HC-RFS和HC-UFS系列)、东芝精机(SM系列)、大隈铁工所(BL系列)、三洋电气(BL系列)、立石电机(S系列)等众多厂商也进入了永磁交流伺服系统的竞争行列。
德国力士乐公司(Rexroth)的Indramat分部的MAC系列交流伺服电动机共有7个机座号92个规格。
德国西门子(Siemens)公司的IFT5系列三相永磁交流伺服电动机分为尺度型和短型两大类,共8个机座号98种规格。
据称该系列交流伺服电动机与相同输出力矩的直流伺服电动机IHU系列相比,重量只有后者的1/2,配套的晶体管脉宽调制驱动器6SC61系列,最多的可供6个轴的电动机控制。
德国博世(BOSCH)公司生产铁氧体永磁的SD系列(17个规格)和稀土永磁的SE系列(8个规格)交流伺服电动机和Servodyn SM系列的驱动控制器。
美国著名的伺服装置生产公司Gettys曾一度作为Gould 电子公司一个分部(Motion Control Division),生产M600系列的交流伺服电动机和A600 系列的伺服驱动器,后合并到AEG,恢复Gettys名称,并推出A700全数字化交流伺服系统。
美国AB(ALLEN-BRADLEY)公司驱动分部生产的1326型铁氧体永磁交流伺服电动机和1391型交流PWM伺服控制器,电机包含3个机座号共30个规格。
I.D.(Industrial Drives)是美国著名的科尔摩根(Kollmorgen)的工业驱动分部,曾生产BR-210、BR-310、BR-510 三个系列共41个规格的无刷伺服电动机和BDS3型伺服驱动器。
自1989年起推出了全新系列设计的永磁交流伺服电动机(Goldline),包含B(小惯量)、M(中惯量)和EB(防爆型)三大类,有10、20、40、60、80五种机座号,每大类有42个规格,全部采取钕铁硼永磁资料,力矩范围为0.84~111.2N.m,功率范围为0.54~15.7kW。
配套驱动器有BDS4(模拟型)、BDS5(数字型、含位置控制)和Smart Drive(数字型)三个系列,最大连续电流55A。
Goldline系列代表了当代永磁交流伺服技术最新水平。
爱尔兰的Inland原为Kollmorgen在国外的一个分部,现合并到AEG,以生产直流伺服电动机、直流力矩电动机和伺服放大器而闻名。
生产BHT1100、2200、3300三种机座号共17种规格的SmCo永磁交流伺服电动机和八种控制器。
法国Alsthom集团在巴黎的Parvex工厂生产LC系列(长型)和GC系列(短型)交流伺服电动机共14个规格,并生产AXODYN系列驱动器。
前苏联为数控机床和机器人伺服控制开发了两个系列的交流伺服电动机。
其中ДBy系列采取铁氧体永磁,有两个机座号,每个机座号有3种铁心长度,各有两种绕组数据,共12个规格,连续力矩范围为7~35N.m。
2ДBy系列采取稀土永磁,6个机座号17个规格,力矩范围为0.1~170N.m,配套的是3ДБ型控制器。
近年日本松下公司推出的全数字型MINAS系列交流伺服系统,其中永磁交流伺服电动机有MSMA系列小惯量型,功率从0.03~5kW,共18种规格;中惯量型有MDMA、MGMA、MFMA三个系列,功率从0.75~4.5kW,共23种规格,MHMA系列大惯量电动机的功率范围从0.5~5kW,有7种规格。
韩国三星公司近年开发的全数字永磁交流伺服电动机及驱动系统,其中FAGA交流伺服电动机系列有CSM、CSMG、CSMZ、CSMD、CSMF、CSMS、CSMH、CSMN、CSMX多种型号,功率从15W~5kW。
现在常采取功率变更率(Powerrate)这一综合指标作为伺服电动机的品质因数,衡量对比各种交直流伺服电动机和步进电动机的动态响应性能。
功率变更率暗示电动机连续(额定)力矩与转子转动惯量之比。
按功率变更率进行计算分析可知,永磁交流伺服电动机技术指标以美国I.D 的Goldline系列为最佳,德国Siemens的IFT5系列次之。
伺服电机原理交流伺服电动机交流伺服电动机定子的构造基本上与电容分相式单相异步电动机相似.其定子上装有两个位置互差90°的绕组,一个是励磁绕组Rf,它始终接在交流电压Uf上;另一个是控制绕组L,联接控制信号电压Uc。
所以交流伺服电动机又称两个伺服电动机。
交流伺服电动机的转子通常做成鼠笼式,但为了使伺服电动机具有较宽的调速范围、线性的机械特性,无“自转”现象和快速响应的性能,它与普通电动机相比,应具有转子电阻大和转动惯量小这两个特点。