概述
定義:在伺服系統中控制機械元件運轉的發動機.是一種補助馬達間接變速裝置。
作用:伺服電機,可使控制速度,位置精度非常準确。将電壓信号轉化為轉矩和轉速以驅動控制對象。
分類:直流伺服電機和交流伺服電機。
用作自動控制裝置中執行元件的微特電機。又稱執行電動機。其功能是将電信号轉換成轉軸的角位移或角速度。
伺服電動機分交、直流兩類。交流伺服電動機的工作原理與交流感應電動機相同。在定子上有兩個相空間位移90°電角度的勵磁繞組Wf和控制繞組WcoWf接一恒定交流電壓,利用施加到Wc上的交流電壓或相位的變化,達到控制電動機運行的目的。交流伺服電動機具有運行穩定、可控性好、響應快速、靈敏度高以及機械特性和調節特性的非線性度指标嚴格(要求分别小于10%~15%和小于15%~25%)等特點。直流伺服電動機的工作原理與一般直流電動機相同。電動機轉速n為n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j式中E為電樞反電動勢;K為常數;j為每極磁通;Ua,Ia為電樞電壓和電樞電流;Ra為電樞電阻。改變Ua或改變φ,均可控制直流伺服電動機的轉速,但一般采用控制電樞電壓的方法。在永磁式直流伺服電動機中,勵磁繞組被永久磁鐵所取代,磁通φ恒定。
直流伺服電動機具有良好的線性調節特性及快速的時間響應。
伺服電動機
伺服:一詞源于希臘語“奴隸”的意思。人們想把“伺服機構”當個得心應手的馴服工具,服從控制信号的要求而動作。在訊号來到之前,轉子靜止不動;訊号來到之後,轉子立即轉動;當訊号消失,轉子能即時自行停轉。由于它的“伺服”性能,因此而得名。
一般分為直流伺服和交流伺服.
對于直流伺服馬達
優點:精确的速度控制,轉矩速度特性很硬,原理簡單、使用方便,價格優勢
缺點:電刷換向,速度限制,附加阻力,産生磨損微粒(對于無塵室)
對于交流伺服馬達
優點:良好的速度控制特性,在整個速度區内可實現平滑控制,幾乎無振蕩;高效率,90%以上,不發熱;高速控制;高精确位置控制(取決于何種編碼器);額定運行區域内,實現恒力矩;低噪音;沒有電刷的磨損,免維護;不産生磨損顆粒、沒有火花,适用于無塵間、易暴環境
慣量低;
Panasonic MINAS A4 SERIES 松下全數字交流伺服系統 DIGITAL AC SERVO MOTOR & DRIVER
Panasonic MINAS A4 SERIES 松下交流伺服
交流伺服電機的輸出功率一般為0.1-100W,電源頻率分50Hz、400Hz等多種。它的應用很廣泛,如用在各種自動控制、自動記錄等系統中.
小型化設計
1)通過對驅動器進行最佳熱分析實現小型化,與過去相比,體積75%,重量80%
2)使用薄模具鋼闆的新沖片工藝,大幅度降低鐵損,電機長度縮短(過去的70%)減少驅動器型号、方便備貨與維護采用電流分級法,一款驅動器适配多款電機,自動識别
增加電機種類,适應更多場合
1)增加了高速超小慣量電機,适應更多場合伺服馬達
2)針對中國OEM客戶,增加了低功率增大慣量電機編碼器省配線增量式5線;絕對式7線适應中國電網能力提高主電路設計參考中國電網情況,特别設計了單相200V、單/三相200V驅動器使用簡單、高性能自帶操作面闆,方便參數調整、狀态監視、故障提示與分析,功能強大智能化的自動調整功能使專業地、複雜地調試過程輕松完成
高速高響應速度響應頻率高達1kHz;高性能的機械适應性可接收高達2Mpps的脈沖指令内置瞬時速度觀測器,可快速、高分辨率地檢測出電機轉速
超低振動
1)自适應濾波器,可根據機械共振頻率不同而自動調整陷波濾波頻率
2)兩個手動陷波濾波器,抑制機械共振
3)兩通道振動抑制濾波器,抑制機械遠端振動地球環境關注對應ROHS指令,采用無鉛化焊錫.
工作原理
1.伺服主要靠脈沖來定位,基本上可以這樣理解,伺服電機接收到1個脈沖,就會旋轉1個脈沖對應的角度,從而實現位移,因為,伺服電機本身具備發出脈沖的功能,所以伺服電機每旋轉一個角度,都會發出對應數量的脈沖,這樣,和伺服電機接受的脈沖形成了呼應,或者叫閉環,如此一來,系統就會知道發了多少脈沖給伺服電機,同時又收了多少脈沖回來,這樣,就能夠很精确的控制電機的轉動,從而實現精确的定位,可以達到0.001mm。
2.交流伺服電機也是無刷電機,分為同步和異步電機,目前運動控制中一般都用同步電機,它的功率範圍大,可以做到很大的功率。大慣量,最高轉動速度低,且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平穩運行的應用。
3.伺服電機内部的轉子是永磁鐵,驅動器控制的U/V/W三相電形成電磁場,轉子在此磁場的作用下轉動,同時電機自帶的編碼器反饋信号給驅動器,驅動器根據反饋值與目标值進行比較,調整轉子轉動的角度。伺服電機的精度決定于編碼器的精度(線數)。
發展曆史
自從德國MANNESMANN的Rexroth公司的Indramat分部在1978年漢諾威貿易博覽會上正式推出MAC永磁交流伺服電動機和驅動系統,這标志着此種新一代交流伺服技術已進入實用化階段。到20世紀80年代中後期,各公司都已有完整的系列産品。整個伺服裝置市場都轉向了交流系統。早期的模拟系統在諸如零漂、抗幹擾、可靠性、精度和柔性等方面存在不足,尚不能完全滿足運動控制的要求,近年來随着微處理器、新型數字信号處理器(DSP)的應用,出現了數字控制系統,控制部分可完全由軟件進行,分别稱為摪胧隻瘆或抟旌鮮绤、撊隻瘆的永磁交流伺服系統。
到目前為止,高性能的電伺服系統大多采用永磁同步型交流伺服電動機,控制驅動器多采用快速、準确定位的全數字位置伺服系統。典型生産廠家如德國西門子、美國科爾摩根和日本松下及安川等公司。
日本松下電機制作所推出的小型交流伺服電動機和驅動器,其中大慣量系列适用于數控機床,中慣量系列适用于機器人(最高轉速為3000r/min,力矩為0.016~0.16N.m)。還推出小慣量系列。20世紀90年代先後推出了新的A4系列和A5系列。由舊系列矩形波驅動、8051單片機控制改為正弦波驅動、80C、154CPU和門陣列芯片控制,力矩波動由24%降低到7%,并提高了可靠性。這樣,隻用了幾年時間形成了八個系列(功率範圍為0.05~6kW)較完整的體系,滿足了工作機械、搬運機構、焊接機械人、裝配機器人、電子部件、加工機械、印刷機、高速卷繞機、繞線機等的不同需要。



















