Osnovno znanje o servo motorju

Osnovno znanje o servo motorju

Beseda "servo" izhaja iz grške besede "suženj". "Servo motor" lahko razumemo kot motor, ki absolutno uboga ukaz krmilnega signala: preden je krmilni signal poslan, rotor miruje; ko je krmilni signal poslan, se rotor takoj zavrti; ko krmilni signal izgine, se lahko rotor takoj ustavi.

Servo motor je mikro motor, ki se uporablja kot aktuator v avtomatski krmilni napravi. Njegova funkcija je pretvorba električnega signala v kotni premik ali kotno hitrost vrteče se gredi.

Servo motorji so razdeljeni v dve kategoriji: AC servo in DC servo

Osnovna zgradba AC servo motorja je podobna zgradbi AC indukcijskega motorja (asinhroni motor). Obstajata dve vzbujevalni navitji Wf in krmilni navitji WcoWf s faznim premikom 90° električnega kota na statorju, povezani s konstantno izmenično napetostjo in z uporabo izmenične napetosti ali fazne spremembe, ki se uporablja za Wc, da se doseže namen krmiljenja delovanja motorja. AC servo motor ima značilnosti stabilnega delovanja, dobrega nadzora, hitrega odziva, visoke občutljivosti in strogih indikatorjev nelinearnosti mehanskih karakteristik in prilagoditvenih karakteristik (potrebno je biti manj kot 10% do 15% in manj kot 15% do 25% oz.).

Osnovna struktura enosmernega servo motorja je podobna strukturi običajnega enosmernega motorja. Hitrost motorja n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j, kjer je E nasprotna elektromotorna sila armature, K je konstanta, j je magnetni pretok na pol, Ua, Ia sta armaturna napetost in armaturni tok, Ra je Upornost armature, spreminjanje Ua ali spreminjanje φ lahko nadzira hitrost servo motorja enosmernega toka, vendar se običajno uporablja metoda krmiljenja napetosti armature. V enosmernem servo motorju s trajnim magnetom je vzbujevalno navitje nadomeščeno s trajnim magnetom, magnetni pretok φ pa je konstanten. . DC servo motor ima dobre karakteristike linearne regulacije in hiter časovni odziv.

Prednosti in slabosti enosmernih servo motorjev

Prednosti: Natančna regulacija hitrosti, močan navor in značilnosti hitrosti, preprost princip krmiljenja, enostavna uporaba in nizka cena.

Slabosti: komutacija krtač, omejitev hitrosti, dodatna odpornost in obrabni delci (ni primerno za brezprašna in eksplozivna okolja)

Prednosti in slabosti AC servo motorja

Prednosti: dobre lastnosti regulacije hitrosti, gladka regulacija v celotnem območju hitrosti, skoraj brez nihanja, visok izkoristek nad 90 %, manj toplote, regulacija visoke hitrosti, visokonatančna regulacija položaja (odvisno od točnosti dajalnika), nazivno območje delovanja V notranjosti lahko doseže konstanten navor, nizko vztrajnost, nizek hrup, brez obrabe krtač, brez vzdrževanja (primerno za brezprašna, eksplozivna okolja)

Slabosti: krmiljenje je bolj zapleteno, parametre pogona je treba prilagoditi na mestu, da se določijo parametri PID, in potrebnih je več povezav.

DC servo motorje delimo na krtačne in brezkrtačne motorje

Brušeni motorji so nizki, imajo preprosto zgradbo, velik začetni navor, široko območje regulacije hitrosti, enostavni za nadzor, potrebujejo vzdrževanje, vendar enostavni za vzdrževanje (zamenjajte ogljikove ščetke), ustvarjajo elektromagnetne motnje, zahtevajo okolje uporabe, in se običajno uporabljajo za stroškovno občutljive skupne industrijske in civilne priložnosti.

Brezkrtačni motorji so majhni in lahki, visoko zmogljivi in ​​hitri odzivni, imajo visoko hitrost in majhno vztrajnost, stabilen v navoru in gladko pri vrtenju, kompleksen v krmiljenju, inteligentni, prilagodljivi v načinu elektronske komutacije, jih je mogoče komutirati s pravokotnim ali sinusnim valom, motor brez vzdrževanja, visoka učinkovitost in varčevanje z energijo, majhno elektromagnetno sevanje, nizek dvig temperature in dolga življenjska doba, primeren za različna okolja.

AC servo motorji so tudi brezkrtačni motorji, ki jih delimo na sinhrone in asinhrone motorje. Trenutno se pri krmiljenju gibanja na splošno uporabljajo sinhroni motorji. Razpon moči je velik, moč je lahko velika, vztrajnost je velika, največja hitrost je nizka, hitrost pa narašča s povečanjem moči. Spust z enakomerno hitrostjo, primeren za nizke hitrosti in tekoče teke.

Rotor znotraj servo motorja je trajni magnet. Voznik krmili U/V/W trifazno elektriko, da tvori elektromagnetno polje. Rotor se vrti pod vplivom tega magnetnega polja. Istočasno kodirnik, ki je priložen motorju, posreduje povratni signal vozniku. Vrednosti se primerjajo za nastavitev kota vrtenja rotorja. Natančnost servo motorja je odvisna od točnosti dajalnika (število linij).

Kaj je servo motor? Koliko vrst obstaja? Kakšne so delovne lastnosti?

Odgovor: Servo motor, znan tudi kot izvršni motor, se uporablja kot aktuator v avtomatskem krmilnem sistemu za pretvorbo prejetega električnega signala v kotni premik ali izhodno kotno hitrost na gredi motorja.

Servo motorji so razdeljeni v dve kategoriji: enosmerni in izmenični servo motorji. Njihova glavna značilnost je, da ni lastnega vrtenja, ko je signalna napetost enaka nič, hitrost pa pada z enakomerno hitrostjo z naraščanjem navora.

Kakšna je razlika v zmogljivosti med AC servo motorjem in brezkrtačnim DC servo motorjem?

Odgovor: Zmogljivost AC servo motorja je boljša, ker je AC servo krmiljen s sinusnim valom in je valovanje navora majhno; medtem ko je brezkrtačni DC servo krmiljen s trapeznim valom. Toda brezkrtačni enosmerni servo nadzor je relativno preprost in poceni.

Zaradi hitrega razvoja tehnologije AC servo pogonov s trajnimi magneti se je DC servo sistem soočil s krizo odprave. Z razvojem tehnologije je tehnologija AC servo pogonov s trajnim magnetom dosegla izjemen razvoj in znani proizvajalci električne opreme v različnih državah so nenehno lansirali nove serije AC servo motorjev in servo pogonov. AC servo sistem je postal glavna razvojna usmeritev sodobnega visokozmogljivega servo sistema, zaradi česar se DC servo sistem sooča s krizo odprave.

V primerjavi z enosmernimi servo motorji imajo AC servo motorji s trajnimi magneti naslednje glavne prednosti:

⑴Brez krtače in komutatorja je delovanje bolj zanesljivo in brez vzdrževanja.

(2) Ogrevanje statorskega navitja se močno zmanjša.

⑶ Vztrajnost je majhna in sistem ima dober hiter odziv.

⑷ Delovni pogoji pri visoki hitrosti in visokem navoru so dobri.

⑸Majhna velikost in majhna teža pri enaki moči.

Princip servo motorja

Struktura statorja AC servo motorja je v bistvu podobna zgradbi kondenzatorskega enofaznega asinhronskega motorja z deljeno fazo. Stator je opremljen z dvema navitjema z medsebojno razliko 90°, eno je vzbujalno navitje Rf, ki je vedno povezano z izmenično napetostjo Uf; drugo je krmilno navitje L, ki je priključeno na napetost krmilnega signala Uc. Tako se AC servo motor imenuje tudi dva servo motorja.

Rotor AC servo motorja je običajno izdelan v veveričji kletki, a da ima servo motor širok razpon hitrosti, linearne mehanske lastnosti, brez pojava "avtorotacije" in hitro odzivnost v primerjavi z običajnimi motorji, bi moral imajo Upor rotorja je velik in vztrajnostni moment majhen. Trenutno obstajata dve vrsti rotorskih struktur, ki se pogosto uporabljata: ena je kletkasti rotor z vodilnimi palicami z visoko upornostjo, izdelanimi iz prevodnih materialov z visoko upornostjo. Da bi zmanjšali vztrajnostni moment rotorja, je rotor vitek; drugi je votel rotor v obliki skodelice iz aluminijeve zlitine, stena skodelice je le 0,2 -0,3 mm, vztrajnostni moment rotorja v obliki votle skodelice je majhen, odziv je hiter in delovanje stabilno, zato se pogosto uporablja.

Ko AC servo motor nima krmilne napetosti, obstaja samo pulzirajoče magnetno polje, ki ga ustvarja vzbujalno navitje v statorju, rotor pa miruje. Ko je krmilna napetost, se v statorju ustvari rotirajoče magnetno polje, rotor pa se vrti v smeri rotirajočega magnetnega polja. Ko je obremenitev konstantna, se hitrost motorja spreminja z velikostjo krmilne napetosti. Ko je faza krmilne napetosti nasprotna, se servo motor obrne.

Čeprav je princip delovanja AC servo motorja podoben delovanju enofaznega asinhronskega motorja, ki deluje s kondenzatorjem, je upornost rotorja prvega veliko večja kot pri drugem. Zato ima servo motor v primerjavi s kondenzatorsko vodenim asinhronim motorjem tri glavne značilnosti:

1. Velik začetni navor: Zaradi velikega upora rotorja je karakteristika navora (mehanska karakteristika) bližje linearni in ima večji začetni navor. Zato, ko ima stator krmilno napetost, se rotor takoj zavrti, kar ima značilnosti hitrega zagona in visoke občutljivosti.

2. Široko območje delovanja: stabilno delovanje in nizka raven hrupa. [/p][p=30, 2, levo] 3. Brez pojava samorotacije: Če servo motor med delovanjem izgubi krmilno napetost, bo motor takoj prenehal delovati.

Kaj je "natančni prenosni mikro motor"?

»Mikro motor z natančnim prenosom« lahko hitro in pravilno izvede pogosto spreminjajoča se navodila v sistemu in poganja servo mehanizem, da dokonča delo, ki ga pričakuje navodilo, in večina jih lahko izpolnjuje naslednje zahteve:

1. Lahko zažene, ustavi, zavira, vzvratno in pogosto teče pri nizki hitrosti ter ima visoko mehansko trdnost, visoko stopnjo toplotne odpornosti in visoko stopnjo izolacije.

2. Dobra hitra odzivnost, velik navor, majhen vztrajnostni moment in majhna časovna konstanta.

3. Z gonilnikom in krmilnikom (kot je servo motor, koračni motor) je krmiljenje dobro.

4. Visoka zanesljivost in visoka natančnost.

Kategorija, struktura in zmogljivost "mikromotorja za natančen prenos"

AC servo motor

(1) Dvofazni AC servo motor s kletko (tanek rotor s kletko, približno linearne mehanske lastnosti, majhna prostornina in vzbujevalni tok, servo nizka moč, delovanje pri nizki hitrosti ni dovolj gladko)

(2) Dvofazni AC servo motor z nemagnetnim skodelicastim rotorjem (rotor brez jedra, skoraj linearne mehanske lastnosti, velik volumen in vzbujalni tok, servo z majhno močjo, gladko delovanje pri nizki hitrosti)

(3) Dvofazni AC servo motor s feromagnetnim skodelicastim rotorjem (skodilčasti rotor iz feromagnetnega materiala, skoraj linearne mehanske lastnosti, velik vztrajnostni moment rotorja, majhen učinek zobanja, stabilno delovanje)

(4) Sinhroni AC servo motor s trajnim magnetom (koaksialna integrirana enota, ki jo sestavljajo sinhronski motor s trajnim magnetom, tahometer in element za zaznavanje položaja, stator je 3- ali 2-fazni, rotor iz magnetnega materiala pa mora biti opremljen z pogon; razpon hitrosti je širok in mehanske značilnosti so sestavljene iz območja konstantnega navora in območja konstantne moči, ki ju je mogoče stalno zakleniti, z dobrim hitrim odzivom, velikim izhodom moč in majhno nihanje navora; obstajata dva načina pravokotnega pogona in sinusnega pogona, dobra krmilna zmogljivost in elektromehanska integracija kemičnih izdelkov)

(5) Asinhroni trifazni AC servo motor (rotor je podoben kletkastemu asinhronskemu motorju in mora biti opremljen z gonilnikom. Sprejema vektorsko krmiljenje in razširja obseg regulacije hitrosti s konstantno močjo. Večinoma se uporablja v sistemi za regulacijo hitrosti vretena obdelovalnih strojev)

DC servo motor

(1) Enosmerni servo motor s tiskanim navitjem (rotor in stator diska sta aksialno povezana s cilindričnim magnetnim jeklom, vztrajnostni moment rotorja je majhen, ni učinka zobanja, ni učinka nasičenja in izhodni navor je velik)

(2) Enosmerni servo motor z žičnim diskom (diskni rotor in stator sta aksialno povezana s cilindričnim magnetnim jeklom, vztrajnostni moment rotorja je majhen, krmilna zmogljivost je boljša od drugih enosmernih servo motorjev, učinkovitost je visoka in izhodni navor je velik)

(3) Skodelični armaturni enosmerni motor s trajnim magnetom (rotor brez jedra, majhen vztrajnostni moment rotorja, primeren za servo sistem inkrementalnega gibanja)

(4) Brezkrtačni enosmerni servo motor (stator je večfazno navitje, rotor je trajni magnet, s senzorjem položaja rotorja, brez motenj iskrenja, dolga življenjska doba, nizka raven hrupa)

navorni motor

(1) Motor z enosmernim navorom (ravna struktura, število polov, število rež, število komutacijskih kosov, število serijskih vodnikov; velik izhodni navor, neprekinjeno delo pri nizki hitrosti ali v zastoju, dobre mehanske in nastavitvene lastnosti, majhna elektromehanska časovna konstanta )

(2) Brezkrtačni enosmerni navorni motor (po strukturi je podoben brezkrtačnemu enosmernemu servo motorju, vendar ploščat, s številnimi poli, režami in serijskimi vodniki; velik izhodni navor, dobre mehanske in nastavitvene lastnosti, dolga življenjska doba, brez isker, brez hrupa Nizek)

(3) Navorni motor izmeničnega toka s kletko (rotor s kletko, ravna struktura, veliko število polov in rež, velik začetni navor, majhna elektromehanska časovna konstanta, dolgotrajno delovanje z zaklenjenim rotorjem in mehke mehanske lastnosti)

(4) Momentni motor izmeničnega toka s polnim rotorjem (trden rotor iz feromagnetnega materiala, ravna struktura, veliko število polov in rež, dolgotrajno blokiran rotor, gladko delovanje, mehke mehanske lastnosti)

koračni motor

(1) Reaktivni koračni motor (stator in rotor sta izdelana iz silicijeve jeklene pločevine, na jedru rotorja ni navitja, na statorju pa je krmilno navitje; kot koraka je majhen, zagonska in delovna frekvenca sta visoki , natančnost kota koraka je nizka in ni samozapornega navora)

(2) Koračni motor s trajnim magnetom (rotor s trajnim magnetom, polarnost radialne magnetizacije; velik kot koraka, nizka zagonska in delovna frekvenca, zadrževalni moment in manjša poraba energije kot reaktivni tip, vendar so potrebni pozitivni in negativni tok)

(3) Hibridni koračni motor (rotor s trajnim magnetom, polarnost aksialne magnetizacije; visoka natančnost kota koraka, zadrževalni moment, majhen vhodni tok, reaktivni in trajni magnet