Servomotorisk grundläggande kunskaper

Servomotorisk grundläggande kunskaper

Ordet ”servo” kommer från det grekiska ordet ”slav”. "Servomotor" kan förstås som en motor som absolut följer kontrollsignalens kommando: Innan styrsignalen skickas står rotorn still; När styrsignalen skickas roterar rotorn omedelbart; När kontrollsignalen försvinner kan rotorn stoppa omedelbart.

Servomotorn är en mikromotor som används som ställdon i en automatisk styrenhet. Dess funktion är att konvertera en elektrisk signal till en vinkelförskjutning eller vinkelhastighet för en roterande axel.

Servomotorer är indelade i två kategorier: AC Servo och DC Servo

Den grundläggande strukturen för en AC -servomotor liknar den för en AC -induktionsmotor (asynkron motor). Det finns två excitationslindningar WF och styrlindningar WCOWF med en fasutrymmeförskjutning av 90 ° elektrisk vinkel på statorn, ansluten till en konstant växelspänning och med användning av växelströmsspänning eller fasförändring appliceras för WC för att uppnå syftet med att styra motorns drift. AC -servomotor har egenskaperna för stabil drift, god styrbarhet, snabb respons, hög känslighet och strikta icke -linjäritetsindikatorer för mekaniska egenskaper och justeringsegenskaper (som krävs för att vara mindre än 10% till 15% respektive mindre än 15% till 25%).

Den grundläggande strukturen för en DC -servomotor liknar den för en allmän likströmsmotor. Motor speed n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j, where E is the armature counter electromotive force, K is a constant, j is the magnetic flux per pole, Ua, Ia are the armature voltage and armature current, Ra is The armature resistance, changing Ua or changing φ can control the speed of the DC servo motor, but the method of controlling the armature voltage is generally used. I den permanenta magnet DC -servomotorn ersätts excitationslindningen av en permanent magnet och magnetflödet φ är konstant. . DC Servomotor har goda linjära regleringsegenskaper och snabb tidsrespons.

Fördelar och nackdelar med DC Servomotorer

Fördelar: Noggrann hastighetskontroll, hårda vridmoment och hastighetsegenskaper, enkel kontrollprincip, enkel att använda och billigt pris.

Nackdelar: Borstpendling, hastighetsbegränsning, extra motstånd och slitpartiklar (inte lämpliga för dammfria och explosiva miljöer)

Fördelar och nackdelar med AC -servomotor

Fördelar: God hastighetskontrollegenskaper, smidig kontroll i hela hastighetsområdet, nästan ingen oscillation, hög effektivitet över 90%, mindre värmeproduktion, höghastighetskontroll, högprecisionspositionskontroll (beroende på kodarens noggrannhet), rankad dammare inuti, kan uppnå konstant vridmoment, lågt tröghet, lågt brus, ingen borste slitage, underhåll (lämplig för damm, explementer)

Nackdelar: Kontrollen är mer komplicerad, enhetsparametrarna måste justeras på plats för att bestämma PID -parametrarna och fler anslutningar krävs.

DC Servomotorer är uppdelade i borstade och borstlösa motorer

Borstade motorer är låga i kostnader, enkla i strukturen, stora i startmoment, brett i hastighetsregleringsområde, lätt att kontrollera, behöver underhåll, men lätt att underhålla (ersätta kolborste), generera elektromagnetisk störning, har krav för användningsmiljön och används vanligtvis för kostnadskänsliga vanliga industriella och civila tillfällen.

Borstlösa motorer är små i storlek och lätta i vikt, mycket i utgången och snabbt som svar, mycket hastighet och liten tröghet, stabila i vridmoment och smidig i rotation, komplex i kontroll, intelligent, flexibel i elektroniska kommutationsläge, kan vara pendling i kvadratvåg eller sinusvåg, underhåll -fria, hög effektivitet och energibesparande, små elektromagnetiska strålning, låg temperatur och långa livslängd och långa livslängd.

AC -servomotorer är också borstlösa motorer, som är indelade i synkrona och asynkrona motorer. För närvarande används synkrona motorer vanligtvis i rörelsekontroll. Kraftområdet är stort, kraften kan vara stor, trögheten är stor, den maximala hastigheten är låg och hastigheten ökar med ökningen av kraften. Uniform -hastighet nedstigning, lämplig för låghastighet och smidiga löpningstillfällen.

Rotorn inuti servomotorn är en permanent magnet. Föraren styr U/V/W tre -faselektricitet för att bilda ett elektromagnetiskt fält. Rotorn roterar under verkan av detta magnetfält. Samtidigt överför kodaren som levereras med motoren återkopplingssignalen till föraren. Värden jämförs för att justera rotorns rotationsvinkel. Servomotorns noggrannhet beror på kodarens noggrannhet (antal linjer).

Vad är en servomotor? Hur många typer finns det? Vilka är arbetsegenskaperna?

Svar: Servomotorn, även känd som Executive Motor, används som ställdon i det automatiska styrsystemet för att konvertera den mottagna elektriska signalen till en vinkelförskjutning eller vinkelhastighetsutgång på motoraxeln.

Servomotorer är indelade i två kategorier: DC och AC Servo Motors. Deras huvudsakliga egenskaper är att det inte finns någon självrotation när signalspänningen är noll och hastigheten minskar med en enhetlig hastighet med ökningen av vridmomentet.

Vad är skillnaden i prestanda mellan en AC -servomotor och en borstlös DC -servomotor?

Svar: AC -servomotorns prestanda är bättre, eftersom AC -servon styrs av en sinusvåg och vridmomentet är litet; medan den borstlösa DC -servoen styrs av en trapezoidal våg. Men borstfri DC -servokontroll är relativt enkel och billig.

Den snabba utvecklingen av Permanent Magnet AC Servo Drive -teknik har gjort att DC -servosystemet möter krisen att elimineras. Med utvecklingen av teknik har Permanent Magnet AC Servo Drive Technology uppnått enastående utveckling, och kända elektriska tillverkare i olika länder har kontinuerligt lanserat nya serier av AC Servo Motors och Servo -enheter. AC-servosystemet har blivit den huvudsakliga utvecklingsriktningen för det samtida högpresterande servosystemet, vilket gör att DC-servosystemet står inför krisen att elimineras.

Jämfört med DC Servo Motors har Permanent Magnet AC Servo Motors följande huvudfördelar:

⑴ Utan borste och kommutator är operationen mer pålitlig och underhåll -fri.

(2) Statorlindningsuppvärmning reduceras kraftigt.

⑶ Trögheten är liten och systemet har ett bra snabbt svar.

⑷ Höghastighet och högt med arbetstillstånd är bra.

Smallstorlek och lätt vikt under samma kraft.

Servomotorprincip

Strukturen för statorn för AC -servomotorn liknar i princip den för kondensatorns splittfas -fasasynkronmotor. Statorn är utrustad med två lindningar med en ömsesidig skillnad på 90 °, en är excitationslindande RF, som alltid är ansluten till AC -spännings UF; Den andra är kontrolllindningen L, som är ansluten till styrsignalspänningen UC. Så AC -servomotorn kallas också två servomotorer.

Rotorn till AC -servomotorn tillverkas vanligtvis till en ekorrebur, men för att göra servomotorn har ett brett hastighetsområde, linjära mekaniska egenskaper, ingen ”autorotation” -fenomen och snabb svarsprestanda, jämfört med vanliga motorer, bör den ha rotormotståndet är stort och momentet av inerti är litet. För närvarande finns det två typer av rotorkonstruktioner som används allmänt: en är ekorre -burrotorn med högkörningsstänger med hög resistiv av hög resistivitet. För att minska rotorns tröghetsmoment görs rotorn smal; Den andra är en ihålig kopp -formad rotor gjord av aluminiumlegering, koppväggen är bara 0,2 -0,3 mm, tröghetsmomentet för den ihåliga koppen -formade rotorn är liten, svaret är snabbt och operationen är stabil, så den används allmänt.

När AC -servomotorn inte har någon styrspänning finns det bara det pulserande magnetfältet som genereras av excitationslindningen i statorn, och rotorn är stationär. När det finns en styrspänning genereras ett roterande magnetfält i statorn och rotorn roterar i riktning mot det roterande magnetfältet. När belastningen är konstant förändras motorns hastighet med storleken på styrspänningen. När kontrollspänningsfasen är motsatt kommer servomotorn att vändas.

Även om arbetsprincipen för AC -servomotorn liknar den för kondensatorn - drivs enstaka fasasynkronmotor, är rotormotståndet för den förstnämnda mycket större än den för den senare. Jämfört med den kondensator som opererades asynkron motor har servomotorn tre framträdande funktioner:

1. Stor startmoment: På grund av den stora rotormotståndet är vridmomentkarakteristiken (mekanisk egenskap) närmare linjär och har ett större startmoment. Därför, när statorn har en styrspänning, roterar rotorn omedelbart, vilket har egenskaperna för snabb start och hög känslighet.

2. Brett driftsområde: stabil drift och lågt brus. [/p] [p = 30, 2, vänster] 3. Inget självrotationsfenomen: Om servomotorn i drift förlorar styrspänningen kommer motorn att sluta springa omedelbart.

Vad är ”Precision Transmission Micro Motor”?

"Precision Transmission Micro Motor" kan snabbt och korrekt utföra ofta ändra instruktioner i systemet och driva servomekanismen för att slutföra det arbete som förväntas av instruktionen, och de flesta av dem kan uppfylla följande krav:

1. Det kan starta, stoppa, bromsa, vända och springa i låg hastighet ofta och har hög mekanisk styrka, hög värmemotståndsnivå och hög isoleringsnivå.

2. Bra snabb svarsförmåga, stort vridmoment, litet tröghetsmoment och liten tidskonstant.

3. Med förare och styrenhet (som servomotor, stegmotor) är kontrollprestanda bra.

4. Hög tillförlitlighet och hög precision.

Kategorin, strukturen och prestandan för ”Precision Transmission Micro Motor”

AC -servomotor

(1) Bur -typ tvåfas AC -servomotor (smal bur -typ rotor, ungefär linjära mekaniska egenskaper, liten volym och excitationström, servo med låg kraft, låghastighet är inte tillräckligt smidig)

(2) Icke -magnetisk kopprotor Tvåfas AC -servomotor (Coreless Rotor, nästan linjära mekaniska egenskaper, stor volym och excitationsström, liten kraft servo, smidig drift vid låg hastighet)

(3) Tvåfas AC-servomotor med ferromagnetisk kopprotor (kopprotor gjord av ferromagnetiskt material, nästan linjära mekaniska egenskaper, stort tröghetsmoment, liten cogging-effekt, stabil drift)

(4) Synchronous permanent magnet AC servo motor (a coaxial integrated unit consisting of a permanent magnet synchronous motor, a tachometer and a position detection element, the stator is 3-phase or 2-phase, and the magnetic material rotor must be equipped with a drive; the speed range is wide and the mechanical The characteristics are composed of constant torque area and constant power area, which can be locked continuously, with good fast response Prestanda, stor utgångseffekt och små vridmomentfluktuationer;

(5) Asynkron tre -fas AC -servomotor (rotorn liknar bur -typen asynkron motor och måste vara utrustade med en drivrutin. Den antar vektorkontroll och utökar intervallet för konstant effekthastighetsreglering. Den används mest i maskinverktygsspindelhastighetsregleringssystem))

Likströmsmotor

(1) Tryckt lindande DC -servomotor (skivrotor och skivstator är axiellt bundna med cylindriskt magnetiskt stål, tröghetsmomentet är litet, det finns ingen kugg effekt, ingen mättnadseffekt och utgångsmomentet är stort)

(2) Tråd -wound skivtyp DC servomotor (skivrotor och stator är axiellt bundna med cylindriskt magnetiskt stål, tröghetsmomentet är litet, kontrollprestanda är bättre än andra DC -servomotorer, effektiviteten är hög och utgångsmomentet är stort)

(3) Kopptyp Armatur Permanent Magnet DC Motor (Coreless Rotor, Small Rotor Moment of Inertia, Lämplig för inkrementell rörelsesystem)

(4) Brushless DC Servomotor (statorn är multifaslindning, rotorn är permanentmagnet, med rotorpositionsensor, ingen gniststörning, långt liv, lågt brus)

momentmotor

(1) DC -vridmomentmotor (platt struktur, antal poler, antal slots, antal pendlingsbitar, antal serie ledare; stort utgångsmoment, kontinuerligt arbete med låg hastighet eller stannade, bra mekaniska och justeringsegenskaper, liten elektromekanisk tidskonstant)

(2) Borstless DC -vridmomentmotor (liknande i strukturen som borstfri DC -servomotor, men platt, med många stolpar, slots och serie ledare; stort utgångsmoment, bra mekaniska och justeringsegenskaper, lång livslängd, inga gnistor, inget brus lågt)

(3) AC -momentmotor av bur -typ (bur -typrotor, platt struktur, stort antal stolpar och spår, stort startmoment, liten elektromekanisk tidskonstant, långvarig låst -rotor -drift och mjuka mekaniska egenskaper)

(4) Motor för AC -vridmoment med fast rotor (fast rotor gjord av ferromagnetiskt material, platt struktur, stort antal stolpar och spår, långvarig låst -rotor, smidig drift, mjuka mekaniska egenskaper)

stegmotor

(1) Reaktiv stegmotor (statorn och rotorn är gjord av kiselstålark, det finns ingen lindning på rotorkärnan, och det finns en kontrolllindning på statorn; stegvinkeln är liten, start- och körfrekvensen är hög, stegvinkeln-noggrannheten är låg, och det finns ingen självlåsande vridmoment)

(2) Permanent magnetstegsmotor (permanent magnetrotor, radiell magnetiseringspolaritet; stor stegvinkel, låg start- och driftsfrekvens, hållmoment och mindre kraftförbrukning än reaktiv typ, men positiva och negativa pulser krävs ström)

(3) Hybridspetsmotor (permanentmagnetrotor, axiell magnetiseringspolaritet; hög stegvinkelnoggrannhet, hållmoment, liten ingångsström, både reaktiv och permanent magnet