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伺服电机的选型及故障处理

伺服电机的选型及故障处理

  • 分类:公司新闻
  • 作者:
  • 来源:
  • 发布时间:2022-08-23
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【概要描述】一、伺服电机原理
伺服电动机是伺服系统中控制机械元件操作的引擎。伺服电机可以控制速度,位置精度非常准确,可以通过将电压信号转换为扭矩和转速来驱动控制对象。

伺服电机的选型及故障处理

【概要描述】一、伺服电机原理
伺服电动机是伺服系统中控制机械元件操作的引擎。伺服电机可以控制速度,位置精度非常准确,可以通过将电压信号转换为扭矩和转速来驱动控制对象。

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  一、伺服电机原理

  

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  伺服电动机是伺服系统中控制机械元件操作的引擎。伺服电机可以控制速度,位置精度非常准确,可以通过将电压信号转换为扭矩和转速来驱动控制对象。伺服电机转子速度由输入信号控制,在自动控制系统中可用作执行元件,将接收到的电信号转换为电机轴上的角位移或角速度输出。

  伺服主要由脉冲定位。伺服电机收到脉冲后,通过旋转与脉冲相对应的角度来实现位移。伺服本身有编码器,有发出脉冲的功能,伺服电机每旋转一个角度,就会产生相应数量的脉冲。就像把电机旋转的细节倒回去形成闭环一样。在这种情况下,系统可以知道向电动机发送了多少脉冲,同时接收了多少脉冲,从而精确地控制电动机的旋转,从而获得非常准确的位置。

  二、伺服电动机的分类

  1、直流伺服

  结构简单,控制容易。但是,从实际运行来看,直流伺服电机引入了机械交换装置,成本高,故障大,维护困难,碳刷产生的火花往往会影响生产,从而造成电磁干扰。而且碳刷需要维修更换。机械交换器的换向能力也限制了电机的容量和速度。

  交流伺服机构

  分为永磁同步伺服电动机和异步伺服电动机。目前,运动控制基本上使用同步电动机。

  永磁同步伺服电机内部的转子是永磁体,驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场,转子在这个磁场的作用下旋转,同时电机中包含的编码器反馈信号提供给驱动器。驱动器通过比较反馈值和目标值来调整转子的旋转角度。伺服电动机的精度由编码器的精度(线数)决定。特点如下:

  1、控制速度非常快,从启动到额定速度只需要几毫秒。同样的情况下,异步电动机需要几秒钟。

  2、启动扭矩大,能使大惯性物体运动。

  3、功率密度高,在相同的功率范围内,异步电机可以使体积更小,重量更轻。

  4、高运营效率。

  5、能支持低速长期运行。

  6、能快速控制断电、停止行为,无旋转现象。

  7、控制和响应性能远高于异步伺服电机

  三、伺服电动机的选择

  马达扭矩

  马达扭矩,简单地说,就是旋转力的大小。换句话说,马达能产生多大的力,扭矩是一种力矩,力矩在物理上定义为:

  力矩=力力臂

  这里的力臂可以看作马达运动的物体的旋转半径。马达扭矩太小,不能携带要带的物体。也就是说,可以感觉到马达的“力”不够大。转动惯量反映了物体旋转状态下的惯性。转动惯量大的物体角速度更难改变。转动惯量大的物体比惯性小的物体更难加速。系统的转动惯量决定了电机的加速和减速时间。

  转动惯量影响伺服系统的精度、稳定性和动态响应。惯性大,系统的机械常数大,响应慢,减速时发生振动,影响伺服精度和响应速度,惯性的适当增加只有在改善低速爬行时才有好处,因此在机械设计时应尽量减少惯性,而不影响系统刚度。测量机械系统的动态特性时,惯性越小,系统的动态特性反应越好。惯性量越大,电机的负载也越大,越难控制,但机械系统的惯性需要与电机惯性相匹配。


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