伺服電機(jī)接收到1個(gè)脈沖,就會(huì)旋轉(zhuǎn)1個(gè)脈沖對應(yīng)的角度,從而實(shí)現(xiàn)位移,因?yàn)椋欧姍C(jī)本身具備發(fā)出脈沖的功能,所以伺服電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度,都會(huì)發(fā)出對應(yīng)數(shù)量的脈沖,這樣,和伺服電機(jī)接受的脈沖形成了閉環(huán),系統(tǒng)就會(huì)知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機(jī),同時(shí)又收了多少脈沖回來,這樣,就能夠很精確的控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)精確的定位。在性能上比較,交流伺服電機(jī)要優(yōu)于直流伺服電機(jī),交流伺服電機(jī)采用正弦波控制,轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小,容量可以比較大。直流伺服電機(jī)采用梯形波控制,相對差一些。直流伺服電機(jī)中無刷伺服電機(jī)比有刷伺服電機(jī)要性能要好。
伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵,驅(qū)動(dòng)器控制的U/V/W三相電形成電磁場,轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動(dòng)器,驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較,調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。
有刷直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器:電動(dòng)機(jī)的工作原理和普通的直流電機(jī)完全相同,驅(qū)動(dòng)器為三閉環(huán)結(jié)構(gòu),從內(nèi)到外分別為電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)。電流環(huán)的輸出控制電機(jī)的電樞電壓,電流環(huán)的輸入為速度環(huán)PID的輸出,速度環(huán)的輸入為位置環(huán)的PID輸出,位置環(huán)的輸入即是給定輸入
。無刷直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器:供電電源為直流,經(jīng)過內(nèi)部的三相逆變器逆變成U/V/W的交流電,供給電動(dòng)機(jī),驅(qū)動(dòng)器同樣采用三閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)(電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)),驅(qū)動(dòng)控制原理同上。
交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器:大體可以劃分為功能比較獨(dú)立的功率板和控制板兩個(gè)模塊,控制板通過相應(yīng)的算法輸出PWM信號,作為驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)信號,來改逆變器的輸出功率,以達(dá)到控制三相永磁式同步交流伺服電機(jī)的目的。功率驅(qū)動(dòng)單元首先通過三相全橋整流電路對輸入的三相電或者市電進(jìn)行整流,得到相應(yīng)的直流電。經(jīng)過整流好的三相電或市電,再通過三相正弦PWM電壓型逆變器變頻來驅(qū)動(dòng)三相永磁式同步交流伺服電機(jī),簡單的說是AC-DC-AC的變流過程。控制單元是整個(gè)交流伺服系統(tǒng)的核心,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)位置控制、速度控制、轉(zhuǎn)矩和電流控制。
性能比較控制精度:步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)和拍數(shù)越多,它的精確度就越高,伺服電機(jī)取決于自帶的編碼器,編碼器的刻度越多,精度就越高;
低頻特性:步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)易出現(xiàn)低頻振動(dòng)現(xiàn)象,當(dāng)它工作在低速時(shí)一般采用阻尼技術(shù)或細(xì)分技術(shù)來克服低頻振動(dòng)現(xiàn)象,伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn),即使在低速時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象;
矩頻特性:步進(jìn)電機(jī)輸出力矩隨轉(zhuǎn)速的升高而下降,高速時(shí)會(huì)急劇下降,伺服電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速內(nèi)為恒力矩輸出,在額定轉(zhuǎn)速上為恒功率輸出;
過載能力:步進(jìn)電機(jī)不具備過載能力,伺服電機(jī)有較強(qiáng)的過載能力
;運(yùn)行性能:步進(jìn)電機(jī)的控制為開環(huán)控制,啟動(dòng)頻率過高或負(fù)載過大易丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,停止時(shí)轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖現(xiàn)象,交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為閉環(huán)控制,驅(qū)動(dòng)器可直接對電機(jī)編碼器反饋信號進(jìn)行采樣,內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán),一般不會(huì)出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的丟步或過沖的現(xiàn)象,控制性能更為可靠;
速度響應(yīng)性能:步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速需要上百毫秒,而交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好,一般只需幾毫秒,可用于要求快速啟停的控制場合。
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