Servomotorisk grundlæggende viden

Servomotorisk grundlæggende viden

Ordet "servo" kommer fra det græske ord "slave". "Servomotor" kan forstås som en motor, der absolut adlyder styresignalets kommando: før styresignalet sendes, står rotoren stille; når styresignalet sendes, roterer rotoren øjeblikkeligt; når styresignalet forsvinder, kan rotoren stoppe med det samme.

Servomotoren er en mikromotor, der bruges som aktuator i en automatisk styreenhed. Dens funktion er at konvertere et elektrisk signal til en vinkelforskydning eller vinkelhastighed af en roterende aksel.

Servomotorer er opdelt i to kategorier: AC servo og DC servo

Den grundlæggende struktur af en AC-servomotor ligner den for en AC-induktionsmotor (asynkronmotor). Der er to excitationsviklinger Wf og kontrolviklinger WcoWf med en faserumsforskydning på 90° elektrisk vinkel på statoren, forbundet til en konstant vekselspænding og ved hjælp af vekselspændingen eller faseændringen påført Wc for at opnå formålet med at styre driften af motoren. AC servomotor har karakteristika for stabil drift, god kontrollerbarhed, hurtig respons, høj følsomhed og strenge ikke-linearitetsindikatorer for mekaniske egenskaber og justeringsegenskaber (kræves til at være mindre end 10% til 15% og mindre end 15% til 25% henholdsvis).

Den grundlæggende struktur af en DC-servomotor ligner den for en generel DC-motor. Motorhastighed n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j, hvor E er ankerets modelektromotoriske kraft, K er en konstant, j er den magnetiske flux pr. pol, Ua, Ia er ankerspændingen og ankerstrømmen, Ra is Ankermodstanden, ændring af Ua eller ændring af φ kan styre hastigheden af ​​DC-servomotoren, men metoden til styring af ankerspændingen bruges generelt. I den permanente magnet DC servomotor er excitationsviklingen erstattet af en permanent magnet, og den magnetiske flux φ er konstant. . DC servomotor har gode lineære reguleringsegenskaber og hurtig tidsrespons.

Fordele og ulemper ved DC-servomotorer

Fordele: Nøjagtig hastighedskontrol, hårde drejningsmoment og hastighedskarakteristika, enkelt kontrolprincip, let at bruge og billig pris.

Ulemper: børstekommutering, hastighedsbegrænsning, ekstra modstand og slidpartikler (ikke egnet til støvfrie og eksplosive miljøer)

Fordele og ulemper ved AC servomotor

Fordele: gode hastighedskontrolegenskaber, jævn kontrol i hele hastighedsområdet, næsten ingen svingninger, høj effektivitet over 90%, mindre varmeudvikling, højhastighedskontrol, højpræcisionspositionskontrol (afhængig af encoderens nøjagtighed), nominelt driftsområde Indvendigt, kan opnå konstant drejningsmoment, lav inerti, lav støj, ingen børsteslid, vedligeholdelsesfri (velegnet til støvfrie, eksplosive miljøer)

Ulemper: Styringen er mere kompliceret, drevparametrene skal justeres på stedet for at bestemme PID-parametrene, og der kræves flere forbindelser.

DC servomotorer er opdelt i børstede og børsteløse motorer

Børstede motorer er lave i pris, enkle i strukturen, store i startmoment, bredt i hastighedsreguleringsområde, nemme at kontrollere, har brug for vedligeholdelse, men nemme at vedligeholde (udskift kulbørste), genererer elektromagnetisk interferens, har krav til brugsmiljøet, og bruges normalt til omkostningsfølsomme almindelige industrielle og civile lejligheder.

Børsteløse motorer er små i størrelse og lette i vægt, høje i output og hurtige i respons, høje i hastighed og små i inerti, stabile i drejningsmoment og jævne i rotation, komplekse i kontrol, intelligente, fleksible i elektronisk kommuteringstilstand, kan kommuteres i firkantbølge eller sinusbølge, vedligeholdelsesfri motor, høj effektivitet og energibesparelse, lille elektromagnetisk stråling, lav temperaturstigning og lang levetid, velegnet til forskellige miljøer.

AC servomotorer er også børsteløse motorer, som er opdelt i synkrone og asynkrone motorer. På nuværende tidspunkt bruges synkronmotorer generelt til bevægelseskontrol. Effektområdet er stort, effekten kan være stor, inertien er stor, den maksimale hastighed er lav, og hastigheden stiger med stigningen i effekten. Ensartet hastighedsnedstigning, velegnet til lav hastighed og jævne løb.

Rotoren inde i servomotoren er en permanent magnet. Driveren styrer U/V/W trefaset elektricitet for at danne et elektromagnetisk felt. Rotoren roterer under påvirkning af dette magnetiske felt. Samtidig sender encoderen, der følger med motoren, feedbacksignalet til føreren. Værdier sammenlignes for at justere rotorrotationsvinklen. Nøjagtigheden af ​​servomotoren afhænger af encoderens nøjagtighed (antal linjer).

Hvad er en servomotor? Hvor mange typer er der? Hvad er arbejdsegenskaberne?

Svar: Servomotoren, også kendt som executive-motoren, bruges som en aktuator i det automatiske styresystem til at konvertere det modtagne elektriske signal til en vinkelforskydning eller vinkelhastighedsudgang på motorakslen.

Servomotorer er opdelt i to kategorier: DC- og AC-servomotorer. Deres hovedegenskaber er, at der ikke er nogen selvrotation, når signalspændingen er nul, og hastigheden falder med en ensartet hastighed med stigningen i drejningsmomentet.

Hvad er forskellen i ydeevne mellem en AC servomotor og en børsteløs DC servomotor?

Svar: AC-servomotorens ydeevne er bedre, fordi AC-servoen styres af en sinusbølge, og drejningsmomentrippelen er lille; mens den børsteløse DC servo styres af en trapezformet bølge. Men børsteløs DC servostyring er forholdsvis enkel og billig.

Den hurtige udvikling af permanent magnet AC servodrevteknologi har fået DC-servosystemet til at stå over for krisen med at blive elimineret. Med udviklingen af ​​teknologi har permanent magnet AC servodrevteknologi opnået enestående udvikling, og berømte elektriske producenter i forskellige lande har løbende lanceret nye serier AC servomotorer og servodrev. AC-servosystemet er blevet hovedudviklingsretningen for det moderne højtydende servosystem, hvilket gør, at DC-servosystemet står over for krisen med at blive elimineret.

Sammenlignet med DC servomotorer har permanentmagnet AC servomotorer følgende hovedfordele:

⑴Uden børste og kommutator er driften mere pålidelig og vedligeholdelsesfri.

(2) Statorviklingens opvarmning er stærkt reduceret.

⑶ Trægheden er lille, og systemet har god hurtig respons.

⑷ Arbejdstilstand med høj hastighed og højt drejningsmoment er god.

⑸Lille størrelse og let vægt under samme kraft.

Servomotorprincip

Strukturen af ​​AC-servomotorens statoren svarer grundlæggende til den for kondensatorens splitfasede enfasede asynkronmotor. Statoren er udstyret med to viklinger med en indbyrdes forskel på 90°, den ene er magnetiseringsviklingen Rf, som altid er forbundet med AC-spændingen Uf; den anden er styreviklingen L, som er forbundet med styresignalspændingen Uc. Så AC servomotoren kaldes også for to servomotorer.

AC-servomotorens rotor er normalt lavet om til et egernbur, men for at få servomotoren til at have et bredt hastighedsområde, lineære mekaniske egenskaber, ingen "autorotation"-fænomen og hurtig reaktionsydelse sammenlignet med almindelige motorer, bør den have Rotormodstanden er stor, og inertimomentet er lille. På nuværende tidspunkt er der to typer rotorstrukturer, der er meget udbredt: Den ene er egern-burrotoren med højresistivitetsstyr lavet af ledende materialer med høj resistivitet. For at reducere rotorens inertimoment er rotoren gjort slank; den anden er en hul kopformet rotor lavet af aluminiumslegering, kopvæggen er kun 0,2 -0,3 mm, inertimomentet for den hule kopformede rotor er lille, responsen er hurtig, og driften er stabil, så det er meget brugt.

Når AC-servomotoren ikke har nogen styrespænding, er der kun det pulserende magnetfelt, der genereres af excitationsviklingen i statoren, og rotoren er stationær. Når der er en styrespænding, genereres et roterende magnetfelt i statoren, og rotoren roterer i retning af det roterende magnetfelt. Når belastningen er konstant, ændres motorens hastighed med størrelsen af ​​styrespændingen. Når fasen af ​​styrespændingen er modsat, vil servomotoren blive vendt.

Selvom arbejdsprincippet for AC-servomotoren ligner det for den kondensatordrevne enfasede asynkronmotor, er rotormodstanden for førstnævnte meget større end sidstnævntes. Derfor, sammenlignet med den kondensatordrevne asynkronmotor, har servomotoren tre fremtrædende træk:

1. Stort startmoment: På grund af den store rotormodstand er momentkarakteristikken (mekanisk karakteristik) tættere på lineær, og har et større startmoment. Derfor, når statoren har en styrespænding, roterer rotoren straks, hvilket har karakteristikaene hurtig start og høj følsomhed.

2. Bredt betjeningsområde: stabil drift og lavt støjniveau. [/p][p=30, 2, venstre] 3. Intet selvrotationsfænomen: Hvis servomotoren i drift mister styrespændingen, stopper motoren med det samme.

Hvad er "præcisionstransmission mikromotor"?

"Præcisionstransmission mikromotor" kan hurtigt og korrekt udføre hyppigt skiftende instruktioner i systemet og drive servomekanismen til at fuldføre det arbejde, der forventes af instruktionen, og de fleste af dem kan opfylde følgende krav:

1. Den kan starte, stoppe, bremse, vende og køre ved lav hastighed ofte og har høj mekanisk styrke, høj varmebestandighed og højt isoleringsniveau.

2. God hurtig reaktionsevne, stort drejningsmoment, lille inertimoment og lille tidskonstant.

3. Med driver og controller (såsom servomotor, stepmotor) er kontrolydelsen god.

4. Høj pålidelighed og høj præcision.

Kategorien, strukturen og ydeevnen af ​​"præcisionstransmission mikromotor"

AC servomotor

(1) Cage-type tofaset AC servomotor (slank rotor af cave-type, tilnærmelsesvis lineære mekaniske egenskaber, lille volumen og excitationsstrøm, lav-effekt servo, lav hastighed drift er ikke jævn nok)

(2) Ikke-magnetisk koprotor to-faset AC servomotor (kerneløs rotor, næsten lineære mekaniske karakteristika, stort volumen og excitationsstrøm, lille effekt servo, jævn drift ved lav hastighed)

(3) Tofaset AC servomotor med ferromagnetisk koprotor (koprotor lavet af ferromagnetisk materiale, næsten lineære mekaniske egenskaber, stort inertimoment af rotoren, lille tandhjulseffekt, stabil drift)

(4) Synkron permanent magnet AC servomotor (en koaksial integreret enhed bestående af en permanent magnet synkronmotor, en omdrejningstæller og et positionsdetektionselement, statoren er 3-faset eller 2-faset, og den magnetiske materialerotor skal være udstyret med et drev hastighedsområdet er bredt og det mekaniske. Egenskaberne er sammensat af konstant drejningsmomentareal og konstant effektområde, som kan låses kontinuerligt, med god hurtig responsydelse, stor effekt; effekt og små drejningsmomentudsving, der er to tilstande af firkantbølgedrev og sinusbølgedrev, god kontrolydelse og en elektromekanisk integration af kemiske produkter)

(5) Asynkron trefaset AC servomotor (rotoren ligner den asynkrone motor af burtypen og skal være udstyret med en driver. Den vedtager vektorstyring og udvider området for konstant hastighedsregulering. Den bruges mest i værktøjsmaskiners spindelhastighedsreguleringssystemer)

DC servomotor

(1) Trykt vikling DC servomotor (skiverotor og skivestator er aksialt bundet med cylindrisk magnetisk stål, rotorinertimomentet er lille, der er ingen tandningseffekt, ingen mætningseffekt, og udgangsmomentet er stort)

(2) Trådviklet DC-servomotor (skiverotor og stator er aksialt bundet med cylindrisk magnetisk stål, rotorinertimomentet er lille, kontrolydelsen er bedre end andre DC-servomotorer, effektiviteten er høj, og udgangsmomentet er stort)

(3) Kop-type anker permanent magnet DC-motor (kerneløs rotor, lille rotor-inertimoment, velegnet til inkrementel bevægelse servosystem)

(4) Børsteløs DC servomotor (statoren er flerfaset vikling, rotoren er permanent magnet, med rotorpositionssensor, ingen gnistinterferens, lang levetid, lav støj)

momentmotor

(1) DC-drejningsmomentmotor (flad struktur, antal poler, antal slidser, antal kommuteringsstykker, antal serieledere; stort udgangsmoment, kontinuerligt arbejde ved lav hastighed eller gået i stå, gode mekaniske og justeringsegenskaber, lille elektromekanisk tidskonstant )

(2) Børsteløs DC-drejningsmomentmotor (ligner i strukturen til børsteløs DC-servomotor, men flad, med mange poler, slidser og serieledere; stort udgangsmoment, gode mekaniske og justeringsegenskaber, lang levetid, ingen gnister, ingen støj Lav)

(3) AC-drejningsmomentmotor af burtype (rotor af burtype, flad struktur, stort antal poler og slidser, stort startmoment, lille elektromekanisk tidskonstant, langsigtet drift med låst rotor og bløde mekaniske egenskaber)

(4) Solid rotor AC-momentmotor (solid rotor lavet af ferromagnetisk materiale, flad struktur, stort antal poler og slidser, langsigtet låst rotor, jævn drift, bløde mekaniske egenskaber)

stepmotor

(1) Reaktiv stepmotor (statoren og rotoren er lavet af siliciumstålplader, der er ingen vikling på rotorkernen, og der er en kontrolvikling på statoren; trinvinklen er lille, start- og kørefrekvensen er høj , trinvinklenøjagtigheden er lav, og der er intet selvlåsende drejningsmoment)

(2) Permanent magnet stepmotor (permanent magnet rotor, radial magnetiseringspolaritet; stor trinvinkel, lav start- og driftsfrekvens, holdemoment og mindre strømforbrug end reaktiv type, men positive og negative impulser er påkrævet strøm)

(3) Hybrid stepmotor (permanent magnetrotor, aksial magnetiseringspolaritet; høj trinvinkelnøjagtighed, holdemoment, lille indgangsstrøm, både reaktiv og permanent magnet