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伺服電機內部結構及其工作原理(留存版)

2025-08-11 07:25上一頁面

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【正文】 圖6 直流伺服電動機接線圖直流伺服電動機的機構特性(n=f(T))和直流他勵電動機一樣,也用下式表示:n=Uc/KE?ΦRa/KE?KT?Φ?T圖7 是直流伺服電動機在不同控制電壓下(Uc為額定控制電壓)的機械特性曲線。90年代以后,世界各國已經商品化了的交流伺服系統(tǒng)是采用全數(shù)字控制的正弦波電動機伺服驅動。空心杯形轉子交流伺服電動機的定子分為外定子和內定子兩部分。交流伺服電動機轉軸的轉向隨控制電壓相位的反相而改變。由于磁場控制調速方式的性能不如電樞控制調速方式,故直流伺服電動機一般都采用電樞控制調速。自從德國MANNESMANN的Rexroth公司的Indramat分部在1978年漢諾威貿易博覽會上正式推出MAC永磁交流伺服電動機和驅動系統(tǒng),這標志著此種新一代交流伺服技術已進入實用化階段。據(jù)稱該系列交流伺服電動機與相同輸出力矩的直流伺服電動機IHU系列相比,重量只有后者的1/2,配套的晶體管脈寬調制驅動器6SC61系列,最多的可供6個軸的電動機控制。近年日本松下公司推出的全數(shù)字型MINAS系列交流伺服系統(tǒng),其中永磁交流伺服電動機有MSMA系列小慣量型,~5kW,共18種規(guī)格;中慣量型有MDMA、MGMA、MFMA三個系列,~,共23種規(guī)格,~5kW,有7種規(guī)格。法國Alsthom集團在巴黎的Parvex工廠生產LC系列(長型)和GC系列(短型)交流伺服電動機共14個規(guī)格,并生產AXODYN系列驅動器。L系列有較小的轉動慣量和機械時間常數(shù),適用于要求特別快速響應的位置伺服系統(tǒng)。⑵定子繞組散熱比較方便。按勵磁方式不同,可分為電磁式和永磁式兩種,電磁式直流伺服電動機的磁場由勵磁繞組產生,一般用他勵式;永磁式直流伺服電動機的磁場由永久磁鐵產生,無需勵磁繞組和勵磁電流,可減小體積和損耗。(2) 相位控制電機的工作狀態(tài)越不對稱,總電磁轉矩就越小,當除去控制繞組上信號電壓以后,電動機立即停止轉動。運行時勵磁繞組始終加上一定的交流勵磁電壓,控制繞組上則加大小或相位隨信號變化的控制電壓。直流伺服是梯形波。由此可見交流伺服電機優(yōu)點確實很多。二、直流伺服電動機直流伺服電動機的結構和一般直流電動機一樣,只是為了減小轉動慣量而做得細長一些。圖1 交流伺服電動機原理圖圖2控制復雜,容易實現(xiàn)智能化,其電子換相方式靈活,可以方波換相或正弦波換相。因此,當定子一有控制電壓,轉子立即轉動,即具有起動快、靈敏度高的特點。當有控制電壓時,定子內便產生一個旋轉磁場,轉子沿旋轉磁場的方向旋轉,在負載恒定的情況下,電動機的轉速隨控制電壓的大小而變化,當控制電壓的相位相反時,伺服電動機將反轉?! ∮兴㈦姍C成本低,結構簡單,啟動轉矩大,調速范圍寬,控制容易,需要維護,但維護方便(換碳刷),產生電磁干擾,對環(huán)境有要求。交流伺服電動機的轉子通常做成鼠籠式,但為了使伺服電動機具有較寬的調速范圍、線性的機械特性,無“自轉”現(xiàn)象和快速響應的性能,它與普通電動機相比,應具有轉子電阻大和轉動慣量小這兩個特點。當電源頻率為50Hz,電壓有36V、110V、2380V;當電源頻率為400Hz,電壓有20V、26V、36V、115V等多種。所以它比異步電機的調速范圍更寬。伺服電機的精度決定于編碼器的精度(線數(shù))。按電流種類的不同,伺服電動機可分為直流和交流兩大類。旋轉磁場與轉子導體相對切割,在轉子中產生感應電流?;\型轉子交流伺服電動機產品為SL系列。90年代以后,世界各國已經商品化了的交流伺服系統(tǒng)是采用全數(shù)字控制的正弦波電動機伺服驅動。由舊系列矩形波驅動、8051單片機控制改為正弦波驅動、80C、154CPU和門陣列芯片控制,力矩波動由24%降低到7%,并提高了可靠性。Goldline系列代表了當代永磁交流伺服技術最新水平。功率變化率表示電動機連續(xù)(額定)力矩和轉子轉動慣量之比。后合并到AEG,恢復了Gettys名稱,推出A700全數(shù)字化的交流伺服系統(tǒng)。早期的模擬系統(tǒng)在諸如零漂、抗干擾、可靠性、精度和柔性等方面存在不足,尚不能完全滿足運動控制的要求,近年來隨著微處理器、新型數(shù)字信號處理器(DSP)的應用,出現(xiàn)了數(shù)字控制系統(tǒng),控制部分可完全由軟件進行,分別稱為摪朧 只瘮或摶旌鮮綌、撊 只瘮?shù)挠来沤涣魉欧到y(tǒng)。當勵磁不變時,對不同電壓Ua有一組下降的平行直線。伺服電動機有三個顯著特點:(1)啟動轉矩大 由于轉子導體電阻很大,可使臨界轉差率Sm>1,定子一加上控制電壓,轉子立即啟動運
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