伺服电机及选型.docx

NurfürdenpersönlichenfürStudien,Forschung,ürdenpersönlichenfürStudien,Forschung,zukommerziellenZweckenverwendetwerden伺服电机伺服电机(servomotor)是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机。伺服电机可以控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制,并能快速反应,在自动控制系统中,用作执行元件,可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”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。因此伺服电机指的是随时跟随命令进行动作的一种电机,是以其工作性质命名的。伺服主要靠脉冲来定位,伺服电机接收到一个脉冲就会旋转一个脉冲对应的角度,从而实现位移。伺服本身带有编码器,具备发出脉冲的功能,所以伺服电机每旋转一个角度,就会发出对应数量的脉冲。等于是把电机旋转的详细信息反馈回去,形成闭环。这样的话,系统就会知道发了多少脉冲给电机,同时又收了多少脉冲回来,这样就能很精准的控制电机的转动,实现非常精准的定位。一、伺服电机分类1、直流伺服结构简单控制容易。但从实际运行考虑,直流伺服电动机引入了机械换向装置,成本高,故障多,维护困难,经常因碳刷产生的火花影响生产,会产生电磁干扰。而且碳刷需要维护更换。机械换向器的换向能力,也限制了电动机的容量和速度。交流伺服分为永磁同步伺服电机和异步伺服电机。目前运动控制基本都用同步电机。永磁同步伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的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反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值进行比较,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)。特点如下:1、控制速度非常快,从启动到额定转速只需几毫秒;而相同情况下异步电机却需要几秒钟。2、启动扭矩大,可以带动大惯量的物体进行运动。l3、功率密度大,相同功率范围下相比异步电机可以把体积做得更小、重量做得更轻。l4、运行效率高。l5、可支持低速长时间运行。l6、断电无自转现象,可快速控制停止动作。7、控制和响应性能比异步伺服电机高很多。、电机转矩电机转矩,简单的说,就是转动的力量的大小。也就是电机可以发出多大的力,转矩是一种力矩,力矩在物理中的定义是:力矩=力×力臂这里的力臂就可以看成电机所带动的物体的转动半径。如果电机转矩太小,就带不动所要带的物体,也就是感觉电机的“劲”不够大。假设我们是采用滚珠丝杆使工件做平行移动:假设:负载速度:检测物体质量:移动块质量:滚珠丝杆直径:滚珠丝杆节距: 摩擦系数: 机械效率: 减速比: R=1力矩=力×力臂把负载转矩转化到电机轴上的公式为:、负载的转动惯量转动惯量反映出物体转动状态下的惯性:转动惯量大的物体的角速度更难于被改变。转动惯量大的物体比惯量小的物体更难于被加速。系统的转动惯量决定着电机的加减速时间。转动惯量对伺服系统的精度,稳定性,动