Основни познания за серво мотор

Основни познания за серво мотор

Думата "серво" идва от гръцката дума "роб".„Серво мотор“ може да се разбира като двигател, който абсолютно се подчинява на командата на управляващия сигнал: преди да бъде изпратен управляващият сигнал, роторът стои неподвижен;когато се изпрати контролният сигнал, роторът се завърта незабавно;когато контролният сигнал изчезне, роторът може да спре незабавно.

Серво моторът е микромотор, използван като задвижващ механизъм в устройство за автоматично управление.Неговата функция е да преобразува електрически сигнал в ъглово изместване или ъглова скорост на въртящ се вал.

Серво моторите са разделени на две категории: AC серво и DC серво

Основната структура на AC серво мотор е подобна на тази на AC индукционен двигател (асинхронен двигател).Има две възбуждащи намотки Wf и управляващи намотки WcoWf с изместване на фазовото пространство от 90° електрически ъгъл на статора, свързани към постоянно променливотоково напрежение и използване на променливотоковото напрежение или фазовата промяна, приложени към Wc, за постигане на целта за контролиране на работата на мотора.AC серво моторът има характеристиките на стабилна работа, добра управляемост, бърза реакция, висока чувствителност и строги индикатори за нелинейност на механичните характеристики и характеристиките на настройка (изисква се да бъде по-малко от 10% до 15% и по-малко от 15% до 25% съответно).

Основната структура на DC серво мотор е подобна на тази на обикновен DC двигател.Скорост на двигателя n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j, където E е противоелектродвижещата сила на котвата, K е константа, j е магнитният поток на полюс, Ua, Ia са напрежението на котвата и токът на котвата, Ra е Съпротивлението на котвата, промяната на Ua или промяната на φ може да контролира скоростта на DC серво мотора, но обикновено се използва методът за контролиране на напрежението на котвата.В DC ​​серводвигателя с постоянен магнит възбуждащата намотка се заменя с постоянен магнит и магнитният поток φ е постоянен..DC серво моторът има добри характеристики на линейно регулиране и бърза времева реакция.

Предимства и недостатъци на DC серво мотори

Предимства: Прецизен контрол на скоростта, твърд момент и характеристики на скоростта, прост принцип на управление, лесен за използване и ниска цена.

Недостатъци: комутация на четките, ограничение на скоростта, допълнително съпротивление и частици от износване (не е подходящо за безпрашни и експлозивни среди)

Предимства и недостатъци на AC серво мотор

Предимства: добри характеристики за контрол на скоростта, плавен контрол в целия диапазон на скоростта, почти без колебания, висока ефективност над 90%, по-малко генериране на топлина, високоскоростен контрол, високопрецизен контрол на позицията (в зависимост от точността на енкодера), номинална работна зона Вътре може да постигне постоянен въртящ момент, ниска инерция, нисък шум, без износване на четки, без нужда от поддръжка (подходящ за безпрашни, експлозивни среди)

Недостатъци: Управлението е по-сложно, параметрите на задвижването трябва да се коригират на място, за да се определят PID параметрите и са необходими повече връзки.

DC сервомоторите се делят на мотори с четки и без четки

Двигателите с четка са с ниска цена, проста структура, голям начален въртящ момент, широк обхват на регулиране на скоростта, лесни за управление, нуждаят се от поддръжка, но лесни за поддръжка (заменете въглеродна четка), генерират електромагнитни смущения, имат изисквания за работната среда, и обикновено се използват за чувствителни към разходите общи индустриални и граждански случаи.

Безчетковите двигатели са с малки размери и леко тегло, висока мощност и бърза реакция, висока скорост и малка инерция, стабилен въртящ момент и плавно въртене, комплексно управление, интелигентни, гъвкави в режим на електронна комутация, могат да бъдат комутирани с квадратна вълна или синусоида, двигател без поддръжка, висока ефективност и икономия на енергия, малко електромагнитно излъчване, ниско покачване на температурата и дълъг живот, подходящ за различни среди.

AC серво моторите също са безчеткови двигатели, които се делят на синхронни и асинхронни двигатели.Понастоящем синхронните двигатели обикновено се използват за управление на движението.Обхватът на мощността е голям, мощността може да бъде голяма, инерцията е голяма, максималната скорост е ниска и скоростта се увеличава с увеличаване на мощността.Равномерно скоростно спускане, подходящо за ниски скорости и гладко движение.

Роторът вътре в сервомотора е постоянен магнит.Драйверът управлява U/V/W трифазно електричество, за да формира електромагнитно поле.Роторът се върти под действието на това магнитно поле.В същото време енкодерът, който идва с мотора, предава сигнала за обратна връзка към водача.Стойностите се сравняват, за да се регулира ъгълът на въртене на ротора.Точността на серво мотора зависи от точността на енкодера (брой линии).

Какво е серво мотор?Колко вида има?Какви са работните характеристики?

Отговор: Серво моторът, известен също като изпълнителен двигател, се използва като задвижващ механизъм в системата за автоматично управление за преобразуване на получения електрически сигнал в ъглово изместване или изходна ъглова скорост на вала на двигателя.

Серво моторите са разделени на две категории: DC и AC серво мотори.Основните им характеристики са, че няма самозавъртане, когато напрежението на сигнала е нула, а скоростта намалява с равномерна скорост с увеличаване на въртящия момент.

Каква е разликата в производителността между AC серво мотор и безчетков DC серво мотор?

Отговор: Производителността на AC серво мотора е по-добра, тъй като AC серво се управлява от синусоида и пулсацията на въртящия момент е малка;докато безчетковото DC серво се управлява от трапецовидна вълна.Но безчетковият DC серво контрол е относително прост и евтин.

Бързото развитие на технологията за променливотоково серво задвижване с постоянен магнит накара серво системата за постоянен ток да се изправи пред кризата да бъде елиминирана.С развитието на технологията, технологията за AC серво задвижване с постоянен магнит постигна изключително развитие и известни производители на електричество в различни страни непрекъснато пускат нови серии AC серво мотори и серво задвижвания.AC серво системата се превърна в основната посока на развитие на съвременната високопроизводителна серво система, което прави DC серво системата изправена пред кризата да бъде елиминирана.

В сравнение с DC серво моторите, AC серво моторите с постоянен магнит имат следните основни предимства:

⑴Без четка и комутатор работата е по-надеждна и не изисква поддръжка.

(2) Нагряването на намотката на статора е значително намалено.

⑶ Инерцията е малка и системата има добра бърза реакция.

⑷ Работното състояние с висока скорост и висок въртящ момент е добро.

⑸Малък размер и леко тегло при същата мощност.

Принцип на сервомотор

Структурата на статора на променливотоковия серво мотор е основно подобна на тази на кондензаторния сплитфазен еднофазен асинхронен двигател.Статорът е снабден с две намотки с взаимна разлика от 90 °, едната е възбуждащата намотка Rf, която винаги е свързана към променливотоковото напрежение Uf;другата е управляващата намотка L, която е свързана към напрежението на управляващия сигнал Uc.Така че AC серво моторът също се нарича два серво мотора.

Роторът на променливотоковия серво мотор обикновено се прави в клетка на катерица, но за да може серво моторът да има широк диапазон на скоростта, линейни механични характеристики, без феномен на „авторотация“ и бърза реакция, в сравнение с обикновените двигатели, той трябва имат Съпротивлението на ротора е голямо, а инерционният момент е малък.Понастоящем има два типа роторни структури, които се използват широко: единият е ротор с катерица с водещи пръти с високо съпротивление, направени от проводящи материали с високо съпротивление.За да се намали инерционният момент на ротора, роторът е направен тънък;другият е ротор с форма на куха чаша, изработен от алуминиева сплав, стената на чашата е само 0,2 -0,3 мм, инерционният момент на ротора с форма на куха чаша е малък, реакцията е бърза и работата е стабилна, така че се използва широко.

Когато AC серво моторът няма управляващо напрежение, има само пулсиращо магнитно поле, генерирано от възбуждащата намотка в статора, а роторът е неподвижен.Когато има управляващо напрежение, в статора се генерира въртящо се магнитно поле и роторът се върти в посоката на въртящото се магнитно поле.Когато натоварването е постоянно, скоростта на двигателя се променя с големината на управляващото напрежение.Когато фазата на управляващото напрежение е противоположна, серво моторът ще бъде обърнат.

Въпреки че принципът на работа на променливотоковия серво мотор е подобен на този на работещия с кондензатор еднофазен асинхронен двигател, съпротивлението на ротора на първия е много по-голямо от това на втория.Следователно, в сравнение с работещия с кондензатор асинхронен двигател, серво моторът има три основни характеристики:

1. Голям начален въртящ момент: Поради голямото съпротивление на ротора, характеристиката на въртящия момент (механична характеристика) е по-близо до линейната и има по-голям начален въртящ момент.Следователно, когато статорът има управляващо напрежение, роторът се върти незабавно, което има характеристиките на бързо стартиране и висока чувствителност.

2. Широк работен диапазон: стабилна работа и нисък шум.[/p][p=30, 2, ляво] 3. Няма феномен на самозавъртане: Ако работещият серво мотор загуби управляващото напрежение, моторът ще спре да работи незабавно.

Какво е „микромотор с прецизна трансмисия“?

„Прецизен трансмисионен микромотор“ може бързо и правилно да изпълнява често променящи се инструкции в системата и да управлява серво механизма, за да завърши работата, очаквана от инструкцията, и повечето от тях могат да отговорят на следните изисквания:

1. Може да тръгва, спира, спира, обръща назад и често работи с ниска скорост и има висока механична якост, високо ниво на устойчивост на топлина и високо ниво на изолация.

2. Добра бърза реакция, голям въртящ момент, малък инерционен момент и малка времеконстанта.

3. С драйвер и контролер (като серво мотор, стъпков двигател), ефективността на контрола е добра.

4. Висока надеждност и висока точност.

Категорията, структурата и производителността на „микро мотор с прецизна трансмисия“

AC серво мотор

(1) Двуфазен AC серво мотор с клетка (тънък ротор с клетка, приблизително линейни механични характеристики, малък обем и ток на възбуждане, серво с ниска мощност, работата с ниска скорост не е достатъчно гладка)

(2) Двуфазен променливотоков серво мотор с немагнитен чашков ротор (ротор без ядро, почти линейни механични характеристики, голям обем и ток на възбуждане, серво с малка мощност, гладка работа при ниска скорост)

(3) Двуфазен серво мотор с променлив ток с феромагнитен чашков ротор (чашкообразен ротор, изработен от феромагнитен материал, почти линейни механични характеристики, голям инерционен момент на ротора, малък ефект на зацепване, стабилна работа)

(4) Синхронен AC серво мотор с постоянен магнит (коаксиален интегриран блок, състоящ се от синхронен двигател с постоянен магнит, тахометър и елемент за откриване на позиция, статорът е 3-фазен или 2-фазен, а роторът от магнитен материал трябва да бъде оборудван с задвижване; диапазонът на скоростта е широк, а механичните характеристики се състоят от зона с постоянен въртящ момент и област с постоянна мощност, които могат да бъдат непрекъснато блокирани, с добра бърза реакция, голяма изходна мощност и малки колебания на въртящия момент; задвижване с квадратна вълна и задвижване със синусоида, добра производителност на управление и електромеханична интеграция на химически продукти)

(5) Асинхронен трифазен серво мотор с променлив ток (роторът е подобен на асинхронния двигател с клетка и трябва да бъде оборудван с драйвер. Той приема векторно управление и разширява обхвата на регулиране на скоростта на постоянна мощност. Използва се най-вече в системи за регулиране на скоростта на шпиндела на машинния инструмент)

DC серво мотор

(1) DC серво мотор с печатна намотка (дисковият ротор и дисковият статор са аксиално свързани с цилиндрична магнитна стомана, инерционният момент на ротора е малък, няма ефект на зацепване, няма ефект на насищане и изходният въртящ момент е голям)

(2) DC серво мотор с дисков тип диск (дисковият ротор и статор са аксиално свързани с цилиндрична магнитна стомана, инерционният момент на ротора е малък, производителността на управление е по-добра от другите DC серво мотори, ефективността е висока и изходният въртящ момент е голям)

(3) Двигател с постоянен магнит с постоянен магнит с котва тип чаша (ротор без ядро, малък инерционен момент на ротора, подходящ за серво система с инкрементално движение)

(4) Безчетков DC серво мотор (статорът е с многофазна намотка, роторът е с постоянен магнит, със сензор за положение на ротора, без смущения от искри, дълъг живот, нисък шум)

въртящ момент двигател

(1) Двигател с постоянен въртящ момент (плоска структура, брой полюси, брой слотове, брой комутационни части, брой серийни проводници; голям изходен въртящ момент, непрекъсната работа при ниска скорост или в застой, добри механични и регулиращи характеристики, малка електромеханична времеконстанта )

(2) Безчетков DC въртящ момент (подобен по структура на безчетков DC серво мотор, но плосък, с много полюси, слотове и серийни проводници; голям изходен въртящ момент, добри механични и регулиращи характеристики, дълъг живот, без искри, без шум Нисък)

(3) Двигател с променлив въртящ момент от тип клетка (ротор тип клетка, плоска структура, голям брой полюси и слотове, голям начален въртящ момент, малка електромеханична времеконстанта, дългосрочна работа със заключен ротор и меки механични свойства)

(4) Двигател с променлив въртящ момент с твърд ротор (твърд ротор, изработен от феромагнитен материал, плоска структура, голям брой полюси и слотове, дълготраен заключен ротор, гладка работа, меки механични свойства)

стъпков мотор

(1) Реактивен стъпков двигател (статорът и роторът са изработени от листове от силициева стомана, няма намотка върху сърцевината на ротора и има управляваща намотка върху статора; ъгълът на стъпката е малък, началната и работната честота са високи , точността на ъгъла на стъпка е ниска и няма самозаключващ се момент)

(2) Стъпков двигател с постоянен магнит (ротор с постоянен магнит, полярност на радиално намагнитване; голям ъгъл на стъпка, ниска начална и работна честота, задържащ въртящ момент и по-малка консумация на енергия от реактивния тип, но се изискват положителни и отрицателни импулси)

(3) Хибриден стъпков двигател (ротор с постоянен магнит, полярност на аксиалното намагнитване; висока точност на ъгъла на стъпка, задържан въртящ момент, малък входен ток, реактивен и постоянен магнит