Základní znalosti servomotoru

Základní znalosti servomotoru

Slovo „servo“ pochází z řeckého slova „otrok“.„Servomotor“ lze chápat jako motor, který absolutně poslouchá příkaz řídicího signálu: před vysláním řídicího signálu rotor stojí;při vyslání řídicího signálu se rotor okamžitě otáčí;když řídicí signál zmizí, rotor se může okamžitě zastavit.

Servomotor je mikromotor používaný jako akční člen v automatickém řídicím zařízení.Jeho funkcí je převádět elektrický signál na úhlové posunutí nebo úhlovou rychlost rotujícího hřídele.

Servomotory jsou rozděleny do dvou kategorií: AC servo a DC servo

Základní struktura střídavého servomotoru je podobná jako u střídavého indukčního motoru (asynchronního motoru).Na statoru jsou dvě budicí vinutí Wf a řídicí vinutí WcoWf s fázovým posunem elektrického úhlu 90°, připojené ke konstantnímu střídavému napětí a využívající střídavé napětí nebo změnu fáze aplikované na Wc k dosažení účelu řízení provozu. motoru.AC servomotor se vyznačuje stabilním provozem, dobrou ovladatelností, rychlou odezvou, vysokou citlivostí a přísnými indikátory nelinearity mechanických charakteristik a charakteristik nastavení (požadováno být méně než 10 % až 15 % a méně než 15 % až 25 % respektive).

Základní struktura stejnosměrného servomotoru je podobná jako u obecného stejnosměrného motoru.Otáčky motoru n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j, kde E je odporová elektromotorická síla kotvy, K je konstanta, j je magnetický tok na pól, Ua, Ia jsou napětí kotvy a proud kotvy, Ra is Odpor kotvy, změna Ua nebo změna φ může řídit rychlost stejnosměrného servomotoru, ale obecně se používá způsob ovládání napětí kotvy.U stejnosměrného servomotoru s permanentním magnetem je budicí vinutí nahrazeno permanentním magnetem a magnetický tok φ je konstantní..Stejnosměrný servomotor má dobré vlastnosti lineární regulace a rychlou časovou odezvu.

Výhody a nevýhody DC servomotorů

Výhody: Přesná regulace rychlosti, tvrdé charakteristiky točivého momentu a rychlosti, jednoduchý princip ovládání, snadné použití a nízká cena.

Nevýhody: komutace kartáčů, omezení rychlosti, dodatečný odpor a otěrové částice (nevhodné pro bezprašná a výbušná prostředí)

Výhody a nevýhody AC servomotoru

Výhody: dobrá charakteristika regulace otáček, plynulá regulace v celém rozsahu otáček, téměř žádné oscilace, vysoká účinnost nad 90 %, menší vývin tepla, vysokorychlostní regulace, vysoce přesné polohování (v závislosti na přesnosti enkodéru), jmenovitá pracovní oblast Uvnitř lze dosáhnout konstantního točivého momentu, nízké setrvačnosti, nízké hlučnosti, bez opotřebení kartáčů, bezúdržbové (vhodné pro bezprašná, výbušná prostředí)

Nevýhody: Ovládání je složitější, parametry měniče je třeba upravit na místě pro určení parametrů PID a je potřeba více zapojení.

Stejnosměrné servomotory se dělí na kartáčové a bezkomutátorové motory

Kartáčované motory mají nízkou cenu, jednoduchou konstrukci, velký rozběhový moment, široký rozsah regulace rychlosti, snadno se ovládají, vyžadují údržbu, ale snadno se udržují (výměna uhlíkových kartáčů), generují elektromagnetické rušení, mají požadavky na prostředí použití, a obvykle se používají pro běžné průmyslové a občanské příležitosti citlivé na náklady.

Bezkomutátorové motory mají malé rozměry a nízkou hmotnost, vysoký výkon a rychlou odezvu, vysokou rychlost a malou setrvačnost, stabilní točivý moment a plynulou rotaci, složité ovládání, inteligentní, flexibilní v režimu elektronické komutace, lze je komutovat v obdélníkové nebo sinusové vlně, bezúdržbový motor, vysoká účinnost a úspora energie, malé elektromagnetické záření, nízký nárůst teploty a dlouhá životnost, vhodné pro různá prostředí.

Střídavé servomotory jsou také bezkomutátorové motory, které se dělí na synchronní a asynchronní motory.V současné době se synchronní motory obecně používají při řízení pohybu.Rozsah výkonu je velký, výkon může být velký, setrvačnost je velká, maximální rychlost je nízká a rychlost se zvyšuje s nárůstem výkonu.Rovnoměrný sjezd, vhodný pro nízkou rychlost a hladký běh.

Rotor uvnitř servomotoru je permanentní magnet.Ovladač ovládá U/V/W třífázovou elektřinu pro vytvoření elektromagnetického pole.Rotor se působením tohoto magnetického pole otáčí.Kodér dodávaný s motorem zároveň přenáší zpětnovazební signál do řidiče.Hodnoty jsou porovnány pro nastavení úhlu natočení rotoru.Přesnost servomotoru závisí na přesnosti enkodéru (počet řádků).

Co je to servomotor?Kolik typů existuje?Jaké jsou pracovní vlastnosti?

Odpověď: Servomotor, také známý jako výkonný motor, se používá jako akční člen v automatickém řídicím systému k převodu přijatého elektrického signálu na výstup úhlového posunutí nebo úhlové rychlosti na hřídeli motoru.

Servomotory jsou rozděleny do dvou kategorií: DC a AC servomotory.Jejich hlavní charakteristika spočívá v tom, že nedochází k žádné vlastní rotaci, když je signálové napětí nulové, a otáčky klesají rovnoměrnou rychlostí s nárůstem točivého momentu.

Jaký je rozdíl ve výkonu mezi střídavým servomotorem a bezkomutátorovým stejnosměrným servomotorem?

Odpověď: Výkon AC servomotoru je lepší, protože AC servo je řízeno sinusovou vlnou a zvlnění točivého momentu je malé;zatímco bezkomutátorové stejnosměrné servo je řízeno lichoběžníkovou vlnou.Ale bezkomutátorové DC servo řízení je relativně jednoduché a levné.

Rychlý vývoj technologie střídavého servopohonu s permanentními magnety způsobil, že stejnosměrný servosystém čelí krizi eliminace.S rozvojem technologie dosáhla technologie střídavých servopohonů s permanentními magnety vynikajícího rozvoje a slavní výrobci elektrických zařízení v různých zemích neustále uvádějí na trh novou řadu střídavých servomotorů a servopohonů.Střídavý servosystém se stal hlavním vývojovým směrem současného vysoce výkonného servosystému, díky němuž stejnosměrný servosystém čelí krizi, že je eliminován.

Ve srovnání se stejnosměrnými servomotory mají střídavé servomotory s permanentními magnety následující hlavní výhody:

⑴Bez kartáče a komutátoru je provoz spolehlivější a bezúdržbový.

(2) Zahřívání vinutí statoru je značně sníženo.

⑶ Setrvačnost je malá a systém má dobrou rychlou odezvu.

⑷ Pracovní podmínky s vysokou rychlostí a vysokým točivým momentem jsou dobré.

⑸Malá velikost a nízká hmotnost při stejném výkonu.

Princip servomotoru

Konstrukce statoru střídavého servomotoru je v zásadě podobná konstrukci kondenzátorového děleného jednofázového asynchronního motoru.Stator je osazen dvěma vinutími se vzájemným rozdílem 90°, jedním je budicí vinutí Rf, které je vždy připojeno na střídavé napětí Uf;druhým je řídicí vinutí L, které je připojeno k napětí řídicího signálu Uc.Střídavý servomotor se tedy také nazývá dva servomotory.

Rotor střídavého servomotoru je obvykle vyroben jako klec nakrátko, ale aby měl servomotor ve srovnání s běžnými motory široký rozsah otáček, lineární mechanické vlastnosti, žádný jev „autorotace“ a rychlou odezvu, měl by mít Odpor rotoru je velký a moment setrvačnosti malý.V současnosti existují dva typy konstrukcí rotoru, které jsou široce používány: jedním je rotor s kotvou nakrátko s vodicími tyčemi s vysokým odporem vyrobenými z vodivých materiálů s vysokým odporem.Aby se snížil moment setrvačnosti rotoru, je rotor vyroben štíhlý;druhý je dutý miskovitý rotor vyrobený z hliníkové slitiny, stěna misky je pouze 0,2 - 0,3 mm, moment setrvačnosti dutého miskovitého rotoru je malý, odezva je rychlá a provoz je stabilní, takže je široce používán.

Když střídavý servomotor nemá žádné řídicí napětí, existuje pouze pulzující magnetické pole generované budicím vinutím ve statoru a rotor je nehybný.Při řídicím napětí se ve statoru generuje točivé magnetické pole a rotor se otáčí ve směru točivého magnetického pole.Při konstantní zátěži se otáčky motoru mění s velikostí řídicího napětí.Když je fáze řídicího napětí opačná, servomotor bude obrácený.

Ačkoli je pracovní princip střídavého servomotoru podobný jako u kondenzátorem ovládaného jednofázového asynchronního motoru, odpor rotoru prvního je mnohem větší než odpor druhého.Proto má servomotor ve srovnání s asynchronním motorem poháněným kondenzátorem tři hlavní vlastnosti:

1. Velký rozběhový moment: Díky velkému odporu rotoru je momentová charakteristika (mechanická charakteristika) blíže lineární a má větší rozběhový moment.Proto, když má stator řídicí napětí, rotor se okamžitě otáčí, což má vlastnosti rychlého rozběhu a vysoké citlivosti.

2. Široký provozní rozsah: stabilní provoz a nízká hlučnost.[/p][p=30, 2, left] 3. Žádný jev samorotace: Pokud servomotor v provozu ztratí řídicí napětí, motor se okamžitě zastaví.

Co je to „přesný převodový mikromotor“?

„Přesný přenosový mikromotor“ může rychle a správně provádět často se měnící instrukce v systému a pohánět servo mechanismus tak, aby dokončil práci očekávanou instrukcí, a většina z nich může splňovat následující požadavky:

1. Může často startovat, zastavovat, brzdit, couvat a běžet nízkou rychlostí a má vysokou mechanickou pevnost, vysokou tepelnou odolnost a vysokou úroveň izolace.

2. Dobrá schopnost rychlé odezvy, velký točivý moment, malý moment setrvačnosti a malá časová konstanta.

3. S ovladačem a ovladačem (jako je servomotor, krokový motor) je výkon řízení dobrý.

4. Vysoká spolehlivost a vysoká přesnost.

Kategorie, struktura a výkon „přesného převodového mikromotoru“

AC servomotor

(1) Klecový dvoufázový střídavý servomotor (štíhlý klecový rotor, přibližně lineární mechanické vlastnosti, malý objem a budicí proud, nízkovýkonové servo, nízkorychlostní provoz není dostatečně hladký)

(2) Dvoufázový střídavý servomotor s nemagnetickým miskovitým rotorem (bezjádrový rotor, téměř lineární mechanické vlastnosti, velký objem a budicí proud, malý výkon servomotoru, hladký chod při nízkých otáčkách)

(3) Dvoufázový střídavý servomotor s feromagnetickým miskovitým rotorem (hrncový rotor vyrobený z feromagnetického materiálu, téměř lineární mechanické vlastnosti, velký moment setrvačnosti rotoru, malý koguzační efekt, stabilní provoz)

(4) Střídavý servomotor se synchronním permanentním magnetem (koaxiální integrovaná jednotka sestávající ze synchronního motoru s permanentním magnetem, otáčkoměru a prvku detekce polohy, stator je 3fázový nebo 2fázový a rotor z magnetického materiálu musí být vybaven rozsah otáček je široký a mechanické vlastnosti se skládají z oblasti konstantního točivého momentu a oblasti konstantního výkonu, které lze nepřetržitě zablokovat, s dobrým výkonem rychlé odezvy, velkým výstupním výkonem a malým kolísáním točivého momentu; čtvercový pohon a sinusový pohon, dobrý regulační výkon a elektromechanická integrace chemických produktů)

(5) Asynchronní třífázový střídavý servomotor (rotor je podobný klecovému asynchronnímu motoru a musí být vybaven budičem. Přijímá vektorové řízení a rozšiřuje rozsah regulace otáček konstantního výkonu. Používá se většinou v systémy regulace otáček vřetena obráběcích strojů)

Stejnosměrný servomotor

(1) Tištěný stejnosměrný servomotor s vinutím (kotouč disku a stator disku jsou axiálně spojeny válcovou magnetickou ocelí, moment setrvačnosti rotoru je malý, nedochází k žádnému kolísání, saturačnímu efektu a výstupní točivý moment je velký)

(2) Drátěný diskový stejnosměrný servomotor (rotor kotouče a stator jsou axiálně spojeny válcovou magnetickou ocelí, moment setrvačnosti rotoru je malý, řídicí výkon je lepší než u jiných stejnosměrných servomotorů, účinnost je vysoká a výstupní točivý moment je velký)

(3) DC motor s miskovou kotvou s permanentním magnetem (bezjádrový rotor, malý moment setrvačnosti rotoru, vhodný pro inkrementální pohybový servosystém)

(4) Bezkomutátorový DC servomotor (stator je vícefázové vinutí, rotor je permanentní magnet, se snímačem polohy rotoru, bez rušení jisker, dlouhá životnost, nízká hlučnost)

momentový motor

(1) DC momentový motor (plochá konstrukce, počet pólů, počet štěrbin, počet komutačních kusů, počet sériových vodičů; velký výstupní kroutící moment, nepřetržitá práce při nízkých otáčkách nebo se zastavil, dobré mechanické a nastavovací vlastnosti, malá elektromechanická časová konstanta )

(2) Bezkomutátorový stejnosměrný momentový motor (podobná konstrukce jako bezkomutátorový stejnosměrný servomotor, ale plochý, s mnoha póly, drážkami a sériovými vodiči; velký výstupní moment, dobré mechanické a nastavovací vlastnosti, dlouhá životnost, žádné jiskry, žádný hluk Nízká)

(3) Klecový střídavý momentový motor (klecový rotor, plochá konstrukce, velký počet pólů a štěrbin, velký rozběhový moment, malá elektromechanická časová konstanta, dlouhodobý provoz zablokovaného rotoru a měkké mechanické vlastnosti)

(4) Střídavý momentový motor s pevným rotorem (pevný rotor vyrobený z feromagnetického materiálu, plochá konstrukce, velký počet pólů a štěrbin, dlouhodobě zablokovaný rotor, hladký chod, měkké mechanické vlastnosti)

krokový motor

(1) Reaktivní krokový motor (stator a rotor jsou vyrobeny z plechů z křemíkové oceli, na jádru rotoru není vinutí a na statoru je řídicí vinutí; úhel kroku je malý, spouštěcí a provozní frekvence je vysoká , přesnost úhlu kroku je nízká a neexistuje žádný samosvorný moment)

(2) Krokový motor s permanentním magnetem (rotor s permanentním magnetem, polarita radiální magnetizace; velký krokový úhel, nízká spouštěcí a provozní frekvence, přídržný moment a menší spotřeba energie než u reaktivního typu, ale kladné a záporné impulsy vyžadují proud)

(3) Hybridní krokový motor (rotor s permanentním magnetem, polarita axiální magnetizace; vysoká přesnost úhlu kroku, přídržný moment, malý vstupní proud, reaktivní i permanentní magnet