伺服电机分为直流和交流伺服电动机两大类,其主要特点是,实现闭环控制,当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降。
伺服电机分为直流伺服电机和交流伺服电机。
直流伺服电机又分为直流有刷伺服电机和直流无刷伺服点。
直流有刷伺服电机的特点:体积小、动作快反应快、过载能力大、调速范围宽 ;低速力矩大, 波动小,运行平稳 ;低噪音,高效率;后端编码器反馈(选配)构成直流伺服等优点;变压范围大,频率可调。另外,直流有刷伺服电机成本高结构复杂,启动转矩大,调速范围宽,控制容易,需要维护,但维护方便(换碳刷),会产生电磁干扰,对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。
直流无刷伺服电机的特点:转动惯量小、启动电压低、空载电流小; 弃接触式换向系统,大大提高电机转速,****转速高达100 000rpm;无刷伺服电机在执行伺服控制时,无须编码器也可实现速度、位置、扭矩等的控制; 容易实现智能化,其电子换相方式灵活,可以方波换相或正弦波换相;不存在电刷磨损情况,除转速高之外,还具有寿命长、噪音低、无电磁干扰等特点。
直流伺服电机一般多应用于直流伺服电机可应用在是火花机、机械手、精确的机器等。可同时配置2500P/R高分析度的标准编码器及测速器,更能加配减速箱、令机械设备带来可靠的准确性及高扭力。 调速性好,单位重量和体积下,输出功率****,大于交流电机,更远远超过步进电机。多级结构的力矩波动小。
交流伺服电机也是无刷电机,分为同步和异步电机,目前运动控制中一般都用同步电机,它的功率范围大,可以做到很大的功率。大惯量,****转动速度低,且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。
交流伺服电机的特点:长期以来,在要求调速性能较高的场合,一直占据主导地位的是应用直流电动机的调速系统。但直流电动机都存在一些固有的缺点,如电刷和换向器易磨损,需经常维护。换向器换向时会产生火花,使电动机的 ****速度受到限制,也使应用环境受到限制,而且直流电动机结构复杂,制造困难,所用钢铁材料消耗大,制造成本高。而交流电动机,特别是鼠笼式感应电动机没有上述缺点,且转子惯量较直流电机小,使得动态响应更好。在同样体积下,交流电动机输出功率可比直流电动机提高10﹪~70﹪,此外,交流电动机的容量可比直流电动机造得大,达到更高的电压和转速。现代数控机床都倾向采用交流伺服驱动,交流伺服驱动已有取代直流伺服驱动之势。
交流伺服电机和其他电机(如步进电机)相比到底有什么优点:
1、精度:实现了位置,速度和力矩的闭环控制;克服了步进电机失步的问题;
2、转速:高速性能好,一般额定转速能达到2000~3000转;
3、适应性:抗过载能力强,能承受三倍于额定转矩的负载,对有瞬间负载波动和要求快速起动的场合特别适用;
4、稳定:低速运行平稳,低速运行时不会产生类似于步进电机的步进运行现象。适用于有高速响应要求的场合;
5、及时性:电机加减速的动态相应时间短,一般在几十毫秒之内;
6、舒适性:发热和噪音明显降低。
简单点说就是:平常看到的那种普通的电机,断电后它还会因为自身的惯性再转一会儿,然后停下。而伺服电机和步进电机是说停就停,说走就走,反应极快。但步进电机存在失步现象。
伺服电机的应用领域就太多了。只要是要有动力源的,而且对精度有要求的一般都可能涉及到伺服电机。如机床、印刷设备、包装设备、纺织设备、激光加工设备、机器人、自动化生产线等对工艺精度、加工效率和工作可靠性等要求相对较高的设备。
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