伺服电机原理.doc

伺服电机原理一、交流伺服电动机交流伺服电动机定子的构造基本上与电容分相式单相异步电动机相似. 其定子上装有两个位置互差 90 ° 的绕组,一个是励磁绕组 Rf ,它始终接在交流电压 Uf 上;另一个是控制绕组L ,联接控制信号电压 Uc 。所以交流伺服电动机又称两个伺服电动机。交流伺服电动机的转子通常做成鼠笼式,但为了使伺服电动机具有较宽的调速范围、线性的机械特性,无“自转”现象和快速响应的性能, 它与普通电动机相比, 应具有转子电阻大和转动惯量小这两个特点。目前应用较多的转子结构有两种形式: 一种是采用高电阻率的导电材料做成的高电阻率导条的鼠笼转子, 为了减小转子的转动惯量, 转子做得细长; 另一种是采用铝合金制成的空心杯形转子, 杯壁很薄,仅 - , 为了减小磁路的磁阻, 要在空心杯形转子内放置固定的内定子. 空心杯形转子的转动惯量很小,反应迅速,而且运转平稳,因此被广泛采用。交流伺服电动机在没有控制电压时, 定子内只有励磁绕组产生的脉动磁场, 转子静止不动。当有控制电压时, 定子内便产生一个旋转磁场, 转子沿旋转磁场的方向旋转, 在负载恒定的情况下, 电动机的转速随控制电压的大小而变化, 当控制电压的相位相反时, 伺服电动机将反转。交流伺服电动机的工作原理与分相式单相异步电动机虽然相似, 但前者的转子电阻比后者大得多,所以伺服电动机与单机异步电动机相比,有三个显著特点: 1 、起动转矩大由于转子电阻大,其转矩特性曲线如图 3 中曲线 1 所示,与普通异步电动机的转矩特性曲线 2 相比,有明显的区别。它可使临界转差率 S0 >1 ,这样不仅使转矩特性(机械特性) 更接近于线性, 而且具有较大的起动转矩。因此, 当定子一有控制电压, 转子立即转动, 即具有起动快、灵敏度高的特点。 2 、运行范围较广 3 、无自转现象正常运转的伺服电动机, 只要失去控制电压, 电机立即停止运转。当伺服电动机失去控制电压后, 它处于单相运行状态, 由于转子电阻大, 定子中两个相反方向旋转的旋转磁场与转子作用所产生的两个转矩特性( T1 - S1 、 T2 - S2 曲线) 以及合成转矩特性(T-S 曲线) 交流伺服电动机的输出功率一般是 -100W 。当电源频率为 50Hz , 电压有 36V 、 110V 、 220 、 380V ;当电源频率为 400Hz ,电压有 20V 、 26V 、 36V 、 115V 等多种。交流伺服电动机运行平稳、噪音小。但控制特性是非线性, 并且由于转子电阻大, 损耗大, 效率低, 因此与同容量直流伺服电动机相比, 体积大、重量重, 所以只适用于 -100 W 的小功率控制系统。伺服电机工作原理 1. 伺服主要靠脉冲来定位, 基本上可以这样理解, 伺服电机接收到 1 个脉冲, 就会旋转 1个脉冲对应的角度, 从而实现位移, 因为, 伺服电机本身具备发出脉冲的功能, 所以伺服电机每旋转一个角度,都会发出对应数量的脉冲,这样,和伺服电机接受的脉冲形成了呼应,或者叫闭环,如此一来,系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机,同时又收了多少脉冲回来, 这样,就能够很精确的控制电机的转动,从而实现精确的定位,可以达到 。直流伺服电机分为有刷和无刷电机。有刷电机成本低, 结构简单, 启动转矩大, 调速范围宽,