伺服電機分為AC交流伺服和DC伺服電機,那么這兩者有什么區別呢?
交流伺服電機的基本結構類似于交流感應電機(異步電機)。在定子上,有兩個相空間偏移90度的勵磁繞組Wf和控制繞組WcoWf,它們以恒定的交流電壓連接。通過使用施加在Wc上的交流電壓或相位變化,可以控制電機。伺服電機交流具有運行穩定、可控性好、響應快、靈敏度高的特點,機械特性和調節特性的非線性指標嚴格(分別小于10%~15%和小于15%~25%)。
DC伺服電機的優缺點
優點:速度控制準確,轉矩轉速特性硬,控制原理簡單,使用方便,價格低廉。
缺點:電刷換向、限速、附加電阻、磨損顆粒(不適合無塵易爆環境)。
伺服電機DC電機的基本結構與普通DC電機相似。電機轉速n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j,其中E為電樞反電動勢,K為常數,J為每極磁通量,Ua和Ia為電樞電壓和電樞電流,Ra為電樞電阻。改變Ua或φ可以控制DC伺服電機的速度。然而,在永磁DC伺服電機中,勵磁繞組被永磁體取代。DC伺服電機具有良好的線性調節特性和快速的時間響應。
AC伺服電機的優缺點
優點:調速特性好,全轉速范圍內控制平穩,幾乎無振蕩,90%以上效率高,發熱少,高速控制,高精度位置控制(取決于編碼器精度),恒轉矩,低慣性,低噪音,額定工作范圍內無電刷磨損,免維護(適用于無塵、易爆環境)。
缺點:控制復雜,需要現場調整驅動參數來確定PID參數,需要更多的連接。
DC伺服電機可分為有刷電機和無刷電機。
無刷電機具有成本低、結構簡單、起動轉矩大、調速范圍寬、易于控制和維護等優點,但容易維護(更換碳刷),產生電磁干擾,需要使用環境。通常用于成本敏感的普通工業和民用場合。
無刷電機具有體積小、重量輕、輸出大、響應快、轉速高、慣性小、轉矩旋轉平穩平穩、控制復雜智能、電子換向方式靈活、方波或正弦波換向、電機免維護、高效節能、電磁輻射低、溫升低、壽命長等優點,適用于各種環境。
伺服電機交流也是無刷電機,分為同步電機和異步電機。目前運動控制一般采用同步電機,功率范圍大,功率大,慣性大,最大轉速低,且隨著功率的增加恒速下降,適用于低速穩定運行的場合。
伺服電機里面的轉子是永磁體,驅動器控制U/V/W三相電形成電磁場,轉子在這個磁場的作用下旋轉。同時,電機提供的編碼器將反饋信號傳輸給驅動器,并將反饋值與目標值進行比較,從而調整轉子的旋轉角度。伺服電機的精度取決于編碼器的精度(行數)。
隨著永磁交流伺服驅動技術的快速發展,DC伺服系統面臨著被淘汰的危機[/p][p=30,2,左]自20世紀80年代以來,隨著集成電路、電力電子技術和交流變速驅動技術的發展,永磁交流伺服驅動技術取得了突出的發展,各國著名電氣制造商相繼推出了新的交流伺服電機和伺服驅動器系列產品。交流伺服系統已經成為當代高性能伺服系統的主要發展方向,這使得DC伺服系統面臨被淘汰的危機。
與DC伺服電機相比,交流伺服電機具有以下主要優點:
(1)無電刷和換向器,運行更可靠,免維護。
??The定子繞組發熱大大減少。
⑶慣性小,系統快速響應性好。
⑶高速高扭矩工況良好。
5.同等功率下體積小重量輕。
伺服電機原則
交流伺服電機的定子結構與電容分相單相異步電機基本相似。定子配有兩個位置相差90度的繞組。一個是激勵繞組Rf,它總是連接到交流電壓Uf。另一個是控制繞組L,與控制信號電壓Uc相連。所以交流伺服電機也叫雙伺服電機。
交流伺服電機的轉子通常做成鼠籠式,但為了使伺服電機具有更寬的調速范圍、線性的機械特性、無“自轉”現象和快速響應性能,與普通電機相比應具有轉子電阻大、轉動慣量小兩個特點。目前廣泛使用的轉子結構有兩種:一種是采用高電阻率導電材料制成的高電阻率導電棒的鼠籠式轉子,為了減小轉子的轉動慣量,將轉子做成細長形;另一種是鋁合金制成的空心杯狀轉子,杯壁只有0.2-0.3毫米,空心杯狀轉子因其轉動慣量小、響應快、運行穩定而得到廣泛應用。
交流伺服電機沒有控制電壓時,定子中只有勵磁繞組產生的脈動磁場,轉子靜止。當存在控制電壓時,定子中產生旋轉磁場,轉子沿著旋轉磁場的方向旋轉。在負載不變的情況下,電機的轉速隨著控制電壓的大小而變化,當控制電壓的相位相反時,伺服電機就會反轉。
雖然交流伺服電機的工作原理與電容運轉單相異步電機相似,但前者的轉子電阻遠大于后者,因此與電容運轉異步電機相比,伺服電機有兩個顯著特點:
1.起動轉矩大:由于轉子阻力大,轉矩特性(機械特性)更接近線性,具有較大的起動轉矩。因此,定子一有控制電壓,轉子就立即旋轉,其特點是啟動快,靈敏度高。
2.工作范圍廣:運行穩定,噪音低。[/p][p=30,2,左]3。無自旋轉:一旦失去控制電壓,運行中的伺服電機將停止運行。