Servomotor grundläggande kunskaper

Servomotor grundläggande kunskaper

Ordet "servo" kommer från det grekiska ordet "slav". "Servomotor" kan förstås som en motor som absolut lyder styrsignalens kommando: innan styrsignalen sänds, står rotorn stilla; när styrsignalen sänds roterar rotorn omedelbart; när styrsignalen försvinner kan rotorn stanna omedelbart.

Servomotorn är en mikromotor som används som ställdon i en automatisk styrenhet. Dess funktion är att omvandla en elektrisk signal till en vinkelförskjutning eller vinkelhastighet hos 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 (asynkronmotor). Det finns två magnetiseringslindningar Wf och styrlindningar WcoWf med en fasutrymmesförskjutning på 90° elektrisk vinkel på statorn, anslutna till en konstant växelspänning och använder växelspänningen eller fasändringen som appliceras på Wc för att uppnå syftet att styra driften av motorn. AC servomotor har egenskaperna för stabil drift, god styrbarhet, snabb respons, hög känslighet och strikta icke-linjäritetsindikatorer för mekaniska egenskaper och justeringsegenskaper (krävs vara mindre än 10% till 15% och mindre än 15% till 25% respektive).

Den grundläggande strukturen för en DC-servomotor liknar den för en allmän DC-motor. Motorhastighet n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j, där E är ankarets motelektromotoriska kraft, K är en konstant, j är det magnetiska flödet per pol, Ua, Ia är ankarspänningen och ankarströmmen, Ra is Ankarmotståndet, ändring av Ua eller ändring av φ kan styra hastigheten på DC-servomotorn, men metoden för att styra ankarspänningen används vanligtvis. I den permanentmagnetiska DC-servomotorn ersätts excitationslindningen med en permanentmagnet, och det magnetiska flödet φ är konstant. . DC servomotor har bra linjära regleringsegenskaper och snabb tidsrespons.

Fördelar och nackdelar med DC-servomotorer

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

Nackdelar: borstkommutering, hastighetsbegränsning, extra motstånd och slitagepartiklar (ej lämplig för dammfria och explosiva miljöer)

Fördelar och nackdelar med AC servomotor

Fördelar: bra hastighetskontrollegenskaper, jämn kontroll i hela hastighetsområdet, nästan ingen svängning, hög verkningsgrad över 90 %, mindre värmeutveckling, höghastighetskontroll, högprecisionslägeskontroll (beroende på givarens noggrannhet), nominellt arbetsområde Inuti, kan uppnå konstant vridmoment, låg tröghet, lågt ljud, inget borstslitage, underhållsfritt (lämplig för dammfria, explosiva miljöer)

Nackdelar: Styrningen är mer komplicerad, frekvensomriktarparametrarna 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 kostnad, enkla i strukturen, stora i startmoment, brett i hastighetsregleringsområde, lätta att kontrollera, behöver underhåll, men lätta att underhålla (byt kolborste), genererar elektromagnetiska störningar, har krav på användningsmiljön, och används vanligtvis för kostnadskänsliga Vanliga industriella och civila tillfällen.

Borstlösa motorer är små i storlek och lätta i vikt, hög effekt och snabba svar, hög hastighet och liten tröghet, stabila i vridmoment och mjuka i rotation, komplexa i kontroll, intelligenta, flexibel i elektroniskt kommuteringsläge, kan kommuteras i fyrkantsvåg eller sinusvåg, underhållsfri motor, hög effektivitet och energibesparing, liten elektromagnetisk strålning, låg temperaturökning och lång livslängd, lämplig för olika miljöer.

AC servomotorer är också borstlösa motorer, som är uppdelade i synkrona och asynkrona motorer. För närvarande används synkronmotorer i allmänhet vid rörelsestyrning. Effektområdet är stort, effekten kan vara stor, trögheten är stor, maxhastigheten är låg och hastigheten ökar med ökningen av effekten. Enhetlig nedstigning i hastighet, lämplig för tillfällen med låg hastighet och mjuk löpning.

Rotorn inuti servomotorn är en permanentmagnet. Föraren styr U/V/W trefaselektricitet för att bilda ett elektromagnetiskt fält. Rotorn roterar under inverkan av detta magnetfält. Samtidigt sänder givaren som följer med motorn återkopplingssignalen till föraren. Värden jämförs för att justera rotorns rotationsvinkel. Noggrannheten hos servomotorn beror på givarens noggrannhet (antal rader).

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

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

Servomotorer är indelade i två kategorier: DC- och AC-servomotorer. 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-servot styrs av en sinusvåg och vridmomentrippeln är liten; medan den borstlösa DC-servot styrs av en trapetsformad våg. Men borstlös DC-servokontroll är relativt enkel och billig.

Den snabba utvecklingen av permanentmagnet AC servodrivteknik har fått DC-servosystemet att möta krisen att elimineras. Med utvecklingen av teknik har permanentmagnet AC-servodrivteknik uppnått enastående utveckling, och kända elektriska tillverkare i olika länder har kontinuerligt lanserat en ny serie AC-servomotorer och servodrivningar. AC-servosystemet har blivit huvudutvecklingsriktningen för det moderna högpresterande servosystemet, vilket gör att DC-servosystemet står inför krisen att bli eliminerad.

Jämfört med DC-servomotorer har permanentmagnet AC-servomotorer följande huvudsakliga fördelar:

⑴ Utan borste och kommutator är driften mer tillförlitlig och underhållsfri.

(2) Uppvärmningen av statorlindningen reduceras avsevärt.

⑶ Trögheten är liten och systemet har bra snabbrespons.

⑷ Arbetsskick med hög hastighet och högt vridmoment är bra.

⑸Liten storlek och lätt vikt under samma kraft.

Servomotorprincip

Strukturen hos AC-servomotorns stator liknar i princip den för kondensatorns splitfas enfas asynkronmotor. Statorn är utrustad med två lindningar med en inbördes skillnad på 90°, den ena är magnetiseringslindningen Rf, som alltid är ansluten till AC-spänningen Uf; den andra är styrlindningen L, som är ansluten till styrsignalspänningen Uc. Så AC-servomotorn kallas också två servomotorer.

AC-servomotorns rotor görs vanligtvis till en ekorrbur, men för att servomotorn ska ha ett brett varvtalsområde, linjära mekaniska egenskaper, inget ”autorotations”-fenomen och snabb respons, jämfört med vanliga motorer, bör den har Rotormotståndet är stort och tröghetsmomentet är litet. För närvarande finns det två typer av rotorstrukturer som används i stor utsträckning: den ena är ekorr-burrotorn med högresistivitetssvärd gjorda av ledande material med hög resistivitet. För att minska rotorns tröghetsmoment görs rotorn smal; den andra är en ihålig skålformad rotor gjord av aluminiumlegering, koppens vägg är endast 0,2 -0,3 mm, tröghetsmomentet för den ihåliga skålformade rotorn är liten, responsen är snabb och driften är stabil, så det används flitigt.

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 det roterande magnetfältets riktning. När belastningen är konstant ändras motorns hastighet med styrkan på styrspänningen. När fasen för styrspänningen är motsatt kommer servomotorn att vändas.

Även om AC-servomotorns arbetsprincip liknar den för den kondensatorstyrda enfasiga asynkronmotorn, är rotorresistansen för den förra mycket större än den för den senare. Därför, jämfört med den kondensatorstyrda asynkronmotorn, har servomotorn tre framträdande egenskaper:

1. Stort startmoment: På grund av det stora rotormotståndet är vridmomentkarakteristiken (mekanisk karakteristik) 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 driftområde: stabil drift och lågt ljud. [/p][p=30, 2, vänster] 3. Inget självrotationsfenomen: Om servomotorn i drift tappar styrspänningen kommer motorn att sluta gå omedelbart.

Vad är "precision transmission micro motor"?

"Precisionstransmissionsmikromotor" kan snabbt och korrekt utföra ofta ändrade 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. Den kan starta, stoppa, bromsa, backa och köra i låg hastighet ofta och har hög mekanisk styrka, hög värmebeständighetsnivå och hög isoleringsnivå.

2. Bra snabbresponsförmåga, stort vridmoment, litet tröghetsmoment och liten tidskonstant.

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

4. Hög tillförlitlighet och hög precision.

Kategori, struktur och prestanda för "mikromotor med precisionsöverföring"

AC servomotor

(1) Tvåfas AC-servomotor av burtyp (smal rotor av burtyp, ungefär linjära mekaniska egenskaper, liten volym och excitationsström, lågeffektservo, låghastighetsdrift är inte tillräckligt jämn)

(2) Icke-magnetisk kopprotor tvåfas AC servomotor (kärnlös rotor, nästan linjära mekaniska egenskaper, stor volym och excitationsström, liten effektservo, jämn drift vid låg hastighet)

(3) Tvåfas AC servomotor med ferromagnetisk kopprotor (kopprotor gjord av ferromagnetiskt material, nästan linjära mekaniska egenskaper, stort tröghetsmoment hos rotorn, liten kuggeffekt, stabil drift)

(4) Synkron permanentmagnet AC-servomotor (en koaxial integrerad enhet bestående av en permanentmagnetsynkronmotor, en varvräknare och ett positionsdetekteringselement, statorn är 3-fas eller 2-fas, och den magnetiska materialrotorn måste vara utrustad med en drivning varvtalsområdet är brett och det mekaniska. Egenskaperna är sammansatta av konstant vridmomentarea och konstant effektarea, som kan låsas kontinuerligt, med bra snabbresponsprestanda, stor effekt; effekt och små vridmomentfluktuationer det finns två lägen för fyrkantsvågdrift och sinusvågsdrift, bra kontrollprestanda och en elektromekanisk integration av kemiska produkter)

(5) Asynkron trefas AC-servomotor (rotorn liknar den asynkrona motorn av burtyp och måste vara utrustad med en drivrutin. Den antar vektorstyrning och utökar området för reglering av konstant effekthastighet. Den används mest i verktygsmaskinens spindelhastighetsregleringssystem)

DC servomotor

(1) Tryckt lindad DC-servomotor (skivrotor och skivstator är axiellt förbundna med cylindriskt magnetiskt stål, rotorns tröghetsmoment är litet, det finns ingen kuggeffekt, ingen mättnadseffekt och utgående vridmoment är stort)

(2) Trådlindad skiva DC-servomotor (skivrotor och stator är axiellt förbundna med cylindriskt magnetiskt stål, rotorns tröghetsmoment är litet, kontrollprestandan är bättre än andra DC-servomotorer, effektiviteten är hög, och utgående vridmoment är stort)

(3) Permanentmagnet DC-motor av koppartyp (kärnlös rotor, litet rotortröghetsmoment, lämplig för servosystem med inkrementell rörelse)

(4) Borstlös DC-servomotor (statorn är flerfaslindad, rotorn är permanentmagnet, med rotorpositionssensor, ingen gniststörning, lång livslängd, lågt brus)

vridmomentmotor

(1) DC vridmomentmotor (platt struktur, antal poler, antal slitsar, antal kommuteringsdelar, antal serieledare; stort utgående vridmoment, kontinuerligt arbete vid låg hastighet eller stannat, bra mekaniska och justeringsegenskaper, liten elektromekanisk tidskonstant )

(2) Borstlös DC-vridmomentmotor (liknar strukturen till borstlös DC-servomotor, men platt, med många poler, slitsar och serieledare; stort utgående vridmoment, bra mekaniska egenskaper och justeringsegenskaper, lång livslängd, inga gnistor, inget ljud Lågt)

(3) AC vridmomentmotor av burtyp (rotor av burtyp, platt struktur, stort antal stolpar och slitsar, stort startmoment, liten elektromekanisk tidskonstant, långvarig drift med låst rotor och mjuka mekaniska egenskaper)

(4) Solid rotor AC vridmomentmotor (solid rotor gjord av ferromagnetiskt material, platt struktur, stort antal poler och slitsar, långtidslåst rotor, smidig drift, mjuka mekaniska egenskaper)

stegmotor

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

(2) Stegmotor med permanentmagnet (permanentmagnetrotor, radiell magnetiseringspolaritet; stor stegvinkel, låg start- och driftsfrekvens, hållmoment och mindre strömförbrukning än reaktiv typ, men positiva och negativa pulser krävs ström)

(3) Hybridstegmotor (permanentmagnetrotor, axiell magnetiseringspolaritet; hög stegvinkelnoggrannhet, hållmoment, liten inström, både reaktiv och permanentmagnet