News center
新闻资讯

什么是伺服电动机伺服电动机工作原理

信息来源:深圳市嘉扬科技有限公司
添加时间:2025-4-26
伺服电动机又叫执行电动机,或叫控制电动机。在自动控制系统中,伺服电动机是一个执行元件,它的作用是把信号(控制电压或相位)变换成机械位移,也就是把接收到的电信号变为电机的一定转速或角位移。其容量一般在0.1-100W,常用的是30W以下。伺服电动机有直流和交流之分。伺服电动机又称执行电动机,在自动控制系统中,用作执行元件,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。分为直流和交流伺服电动机两大类,其主要特点是,当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降,
请问交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上有什么区别?答:交流伺服要好一些,因为是正弦波控制,转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单,便宜。
永磁交流伺服电动机20世纪80年代以来,随着集成电路、电力电子技术和交流可变速驱动技术的发展,永磁交流伺服驱动技术有了突出的发展,各国著名电气厂商相继推出各自的交流伺服电动机和伺服驱动器系列产品并不断完善和更新。交流伺服系统已成为当代高性能伺服系统的主要发展方向,使原来的直流伺服面临被淘汰的危机。90年代以后,世界各国已经商品化了的交流伺服系统是采用全数字控制的正弦波电动机伺服驱动。交流伺服驱动装置在传动领域的发展日新月异。永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较,主要优点有:⑴无电刷和换向器,因此工作可靠,对维护和保养要求低。⑵定子绕组散热比较方便。⑶惯量小,易于提高系统的快速性。⑷适应于高速大力矩工作状态。⑸同功率下有较小的体积和重量。
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,如图1所示。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0.2-0.3mm,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,如图2所示。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。

图1交流伺服电动机原理图

图2空心杯形转子伺服电动机结构
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。

图3伺服电动机的转矩特性
2、运行范围较宽
如图3所示,较差率S在0到1的范围内伺服电动机都能稳定运转。
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)如图4所示,与普通的单相异步电动机的转矩特性(图中T′-S曲线)不同。这时的合成转矩T是制动转矩,从而使电动机迅速停止运转。

图4伺服电动机单相运行时的转矩特性
图5是伺服电动机单相运行时的机械特性曲线。负载一定时,控制电压Uc愈高,转速也愈高,在控制电压一定时,负载增加,转速下降。

图5伺服电动机的机械特性
交流伺服电动机的输出功率一般是0.1-100W。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0.5-100W的小功率控制系统。
二、直流伺服电动机
直流伺服电动机的结构和一般直流电动机一样,只是为了减小转动惯量而做得细长一些。它的励磁绕组和电枢分别由两个独立电源供电。也有永磁式的,即磁极是永久磁铁。通常采用电枢控制,就是励磁电压f一定,建立的磁通量Φ也是定值,而将控制电压Uc加在电枢上,其接线图如图6所示。

图6直流伺服电动机接线图
直流伺服电动机的机构特性(n=f(T))和直流他励电动机一样,也用下式表示:
n=Uc/KE?Φ-Ra/KE?KT?Φ?T
图7是直流伺服电动机在不同控制电压下(Uc为额定控制电压)的机械特性曲线。由图可见:在一定负载转矩下,当磁通不变时,如果升高电枢电压,电机的转速就升高;反之,降低电枢电压,转速就下降;当Uc=0时,电动机立即停转。要电动机反转,可改变电枢电压的极性。

图7直流伺服电动机的n=f(T)曲线
直流伺服电动机和交流伺服电动机相比,它具有机械特性较硬、输出功率较大、不自转,起动转矩大等优点。

热销产品推荐
步进电机相关行业资讯推荐
1、防爆电机的轴材质类型
2、直线步进电机在压路机中使用的优势
3、电机保护器的性能分析
4、步进电机几个特点,人们了解几个
5、电源问题无刷直流电机
6、直流无刷电动机过流保护
7、直线电机用于机床进给系统或出现的问题分析
8、无刷电机在模型领域里快速发展
9、步进电机控制与驱动一体芯片TMC223原理与应用
10、无刷步进电机使用过程中失步的解决方法
11、伺服电机调试步骤教程
12、调节步进电机转速的七大方法和优点
13、步进电机驱动器是否老化
14、步进电机如何保证其在购买上满足需要
15、“传统”电机与“现代”电机的差异性分析
16、无轴传动印刷机多步进电机控制系统的同步需求
17、如何选择伺服电机伺服电机的选择
18、如何应对步进电机的各种干拢问题
19、步进电机运动控制将逐步成为医疗行业的新宠
20、闭环控制的伺服系统设计
21、步进电动机的驱动方法
22、无刷直流电机嵌入式系统控制解决方案
23、为什么工厂都喜欢使用步进电机
24、详细来分析在选用步进电机以及步进电机驱动器时要注意的事项
25、努力探索中国运动控制发展之路
26、直流无刷电机属于动力电机吗
27、步进电动机的功率驱动电路
28、防爆电机滑动轴承的使用与维护
29、高压电机转速慢的原因
30、直线步进电机对混泥土输送泵的影响
31、电动机转矩测试钻机结构组成
32、应该怎样更好的选择电机转速
33、直线电动机原理是什么
34、步进电机选用中的注意事项
35、步进电机厂家介绍步进电机发展背景特点及应用优势
36、步进电机与其他电机不同的特性介绍
37、铝壳电机特点
38、直线执行器的发展
39、步进电机与伺服电机的区别
40、步进电机驱动方法的利弊
41、机电学院召开“质量工程”建设项目检查交流汇报会
42、步进电机和步进驱动器解析
43、交流伺服电动机的控制特性
44、PLC使用时需要注意的事项
45、步进电动机结构原理图解
46、步进电机是什么
47、为确保步进电机应用安全需要大家留意的情况
48、丝杆是有离散误差的,而步进电机没有
49、特种步进电机
50、中国高压变频器行业呈现稳步增长态势
上一篇:    步进电机工作原理与发热原理
下一篇:    防爆伺服电机价格是否就能决定防爆电机品质?
联系我们
 
电话:0755-27080712
邮箱:wsb@sz-jayng.com
地址:深圳市光明区公明镇新庄社区将石路大围同富工业区E栋2楼
深圳市嘉扬科技有限公司版权所有    粤ICP备2024172765号