当前位置:首页> 新闻中心

新闻中心

交流伺服电机的结构与控制原理

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-05-23 0:42:07 * 浏览: 0
与普通电动机一样,交流伺服电动机也由定子和转子组成。定子上有两个绕组,即励磁绕组和控制绕组。两个绕组在空间上相差90°电角。伺服电机内部的转子是永磁体,驱动由gS控制的u / V / W三相电,形成电磁场。转子在该磁场的作用下旋转。同时,电机自身的编码器反馈信号也会提供给驾驶员。比较该值可调整转子旋转角度。伺服电机的精度取决于编码器的精度(行数)。 AC伺服电动机的工作原理与单相感应电动机的工作原理没有实质性的不同。但是,交流伺服电机必须具有可以克服交流伺服电机所谓的“旋转”现象的性能,也就是说,在没有控制信号的情况下,尤其是在已经旋转的情况下,它不应旋转。控制信号消失后,应立即停止转动。普通感应电动机旋转后,如果控制信号消失,它通常会继续旋转。当电动机最初处于停止状态时,如果未向控制绕组施加控制电压,则仅励磁绕组会被激励以产生脉动磁场。脉动磁场可视为两个圆形旋转磁场。两个圆形旋转磁场以相同的大小和速度沿相反的方向旋转。建立的正负旋转磁场分别切开笼形绕组(或杯形壁),并感应出相同大小和相反相位的电动势和电流(或涡流),这些电流和它们各自的磁场产生的转矩磁场大小相等,方向相反,合成转矩为零,伺服电机转子无法旋转。一旦控制系统收到偏差信号,控制绕组必须接受相应的控制电压。通常,电动机内部产生的磁场是椭圆形的旋转磁场。椭圆形旋转磁场可以看作是两个圆形旋转磁场的组合。两个圆形旋转磁场的振幅不相等(与原始椭圆形旋转磁场相同方向的正向磁场较大,而与相反方向相反的反向磁场的振幅较小),但在相同速度下,向相反方向旋转。转子绕组切割产生的电势和电流以及所产生的电磁转矩也沿相反的方向,并且大小不相等(正向旋转较大,反向旋转较小)。合成转矩不为零,因此,伺服电机沿正向旋转方向旋转。随着信号增加,磁场接近圆形。此时,正向磁场及其转矩增大,反向磁场及其转矩减小,并且合成转矩变大。如果负载扭矩恒定,则转子速度会增加。如果改变控制电压的相位,即相移为180o,则旋转磁场的方向相反,因此合成转矩的方向也相反,并且伺服电动机也将反向。如果控制信号消失,则仅向励磁绕组提供电流,伺服电动机产生的磁场将成为脉动磁场,转子将迅速停止。为了使交流伺服电动机具有使控制信号消失并立即停止旋转的功能,使转子的转子电阻特别大,使其临界滑移率Sk大于1。如果控制信号降至“零”,则励磁电流仍然存在,并且在气隙中会产生脉动磁场。该脉动磁场可以看作是正向旋转磁场和反向旋转磁场的组合。一旦控制信号消失,气隙磁场将转换为脉动磁场,可以将其视为正向旋转磁场和反向旋转磁场的组合磁场,电动机根据合成的特性曲线运行。由于转子的惯性,工作点从点A移到点B。这时,电动机产生的制动转矩与转子的原始旋转方向相反。在负载转矩和制动转矩的作用下,转子快速停止。必须指出的是,普通的两相和三相异步电动机通常在对称状态下工作,非对称运行属于故障状态。交流伺服电机可以通过不同程度的不对称运行进行控制。这是交流伺服电动机和普通异步电动机在运行中的根本区别。从伺服驱动器的响应速度的角度来看,转矩模式计算量最小,驱动器对控制信号的响应最快,而位置模式计算量,驱动器对控制信号的响应最慢。当您对运动的动态性能有相对较高的要求时,您需要实时调整电动机。然后,如果控制器本身的操作速度非常慢(例如PLC或低端运动控制器),则使用位置模式进行控制。如果控制器的运行速度相对较快,则可以使用速度模式将位置环从驱动器移至控制器,以减少驱动器的工作量并提高效率(例如大多数中高端运动)控制器)。如果有更好的上位控制控制器也可以通过转矩模式控制,并且速度环也从驱动器中移除。通常,这只能通过高端的专用控制器来完成,并且此时完全不需要伺服电机。换句话说:1.转矩控制:转矩控制方法是通过外部模拟输入或直接地址分配来设置电动机轴的外部输出转矩。具体地说,例如,10V对应于5Nm,当外部模拟量设置为5V时,电动机轴输出为2.5Nm:如果电动机轴负载小于2.5Nm,则电动机正向旋转,则外部负载等于2.5Nm时,电动机不旋转,大于2.5Nm时电动机反转(通常在重力载荷下产生)。可以通过实时更改模拟量的设置或通过通讯更改相应地址的值来更改设置扭矩的大小。它主要用于对材料强度有严格要求的缠绕和放卷设备,例如拉丝设备或光纤设备。扭矩设置应随时根据绕组半径的变化而改变,以确保材料不受应力。随绕组半径的变化而变化。 2.位置控制:位置控制模式通常通过外部输入脉冲的频率确定转速,并通过脉冲数确定旋转角度。一些伺服器可以通过通讯直接分配速度和位移。由于位置模式可以严格控制速度和位置,因此通常用于定位设备。应用领域如CNC机床,印刷机械等。3.速度模式:旋转速度可通过模拟输入或脉冲频率控制,速度模式也可在外环PID控制与上位控制时定位。提供了控制装置,但必须加载电动机位置信号或直接负载。位置信号将提供给上位置反馈以进行计算。位置模式还支持直接负载外圈以检测位置信号。电机轴端的编码器此时仅检测电机速度。位置信号由直接最终负载端检测设备提供。该误差提高了整个系统的定位精度。如果您想了解伺服电机和伺服驱动器,请添加微信13659875081