拓展型X系列伺服电机
伺服、步进、变频三大控制要点详解一次讲清!
来源:通用伺服    发布时间:2023-10-03 22:15:46

  伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值作比较,调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度(线、伺服系统的组成及分类

  步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”),它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。能够最终靠控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以经过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,进而达到调速的目的。步进电机可以作为一种控制用的特种电机,利用其没有积累误差(精度为100%)的特点,大范围的应用于各种开环控制。

  现在很常用的步进电机包括反应式步进电机(VR)、永磁式步进电机(PM)、混合式步进电机(HB)和单相式步进电机等。

  2. 静力矩的选择:静力矩选择的依据是电机工作的负载 ,正常的情况下,静力矩应为摩擦负载的2-3倍内最好 。

  1. 控制精度不同五相混合式步进电机步距角一般为0.72 °、0.36°交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证 ,对于带标准2500线编码器的电机而言,其脉冲当量为360°/10000=0.036°,伺服电机精度要比步进马达高。

  3. 过载能力不同步进电机一般不具有过载能力。交流伺服电机具有较强的过载能力 。

  4. 运行性能不同步进电机的控制为开环控制,启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象,停止时转速过高易出现过冲的现象,交流伺服驱动系统为闭环控制,驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样,内部构成位置环和速度环,正常情况下不会出现步进电机的丢步或过冲的现象,控制性能更为可靠。

  5. 速度响应性能不同步进电机从静止加速到工作转速(一般为每分钟几百转)需要200~400毫秒。交流伺服系统的加速性能较好,以松下MSMA 400W交流伺服电机为例,从静止加速到其额定转速3000RPM仅需几毫秒,可用于要求快速启停的控制场合

  6. 矩频特性不同步进电机的输出力矩随转速升高而下降,且在较高转速时会急剧下降,交流伺服电机为恒力矩输出。综上所述,交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机。但在一些要求不高的场合也经常用步进电机来做执行电动机。所以,在控制管理系统的设计过程中要考虑控制要求、成本等多方面的因素,选用适当的控制电机。

  变频器是能够简单、自由地改变交流电机转速的一种控制装置。改变交流电机转速的方法如下。变频器是通过改变交流电机电源频率实现调速的:

  1. 变流器(整流器)大量使用的是二极管桥整流器,如图1 所示,它把工频电源变换为直流电源。也可用两组晶体管变流器构成可逆变流器,由于其功率方向可逆,能够直接进行再生运转。

  2. 平波回路在整流器整流后的直流电压中,含有电源6 倍频率的脉动电压,此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动。为了抑制电压波动,采用电感和电容吸收脉动电压(电流)。装置容量小时,如果电源和主电路构成器件有余量,可以省去电感,采用简单的平波回路。

  变频器和交流电机构成的可调速传动称为变频器传动,其功能用途如下。其中可能互为关联,实际上无明确分类,此表仅作参考。

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