Servomotor grunnleggende kunnskap

Servomotor grunnleggende kunnskap

Ordet "servo" kommer fra det greske ordet "slave". "Servomotor" kan forstås som en motor som absolutt adlyder kommandoen til kontrollsignalet: før kontrollsignalet sendes, står rotoren stille; når kontrollsignalet sendes, roterer rotoren umiddelbart; når styresignalet forsvinner, kan rotoren stoppe umiddelbart.

Servomotoren er en mikromotor som brukes som aktuator i en automatisk kontrollenhet. Dens funksjon er å konvertere et elektrisk signal til en vinkelforskyvning eller vinkelhastighet til en roterende aksel.

Servomotorer er delt inn i to kategorier: AC servo og DC servo

Den grunnleggende strukturen til en AC-servomotor er lik den til en AC-induksjonsmotor (asynkronmotor). Det er to eksitasjonsviklinger Wf og kontrollviklinger WcoWf med en faseromforskyvning på 90° elektrisk vinkel på statoren, koblet til en konstant vekselspenning, og som bruker vekselstrømspenningen eller faseendringen påført Wc for å oppnå formålet med å kontrollere driften av motoren. AC servomotor har egenskapene til stabil drift, god kontrollerbarhet, rask respons, høy følsomhet og strenge ikke-linearitetsindikatorer for mekaniske egenskaper og justeringsegenskaper (kreves å være mindre enn 10% til 15% og mindre enn 15% til 25% henholdsvis).

Den grunnleggende strukturen til en DC-servomotor ligner den til en generell DC-motor. Motorhastighet n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j, hvor E er ankermotelektromotorisk kraft, K er en konstant, j er magnetisk fluks per pol, Ua, Ia er ankerspenning og ankerstrøm, Ra is Ankermotstanden, endring av Ua eller endring av φ kan kontrollere hastigheten til DC-servomotoren, men metoden for å kontrollere ankerspenningen brukes vanligvis. I DC-servomotoren med permanent magnet erstattes eksitasjonsviklingen med en permanent magnet, og den magnetiske fluksen φ er konstant. . DC servomotor har gode lineære reguleringsegenskaper og rask tidsrespons.

Fordeler og ulemper med DC-servomotorer

Fordeler: Nøyaktig hastighetskontroll, harde dreiemoment og hastighetsegenskaper, enkelt kontrollprinsipp, enkel å bruke og billig pris.

Ulemper: børstekommutering, hastighetsbegrensning, ekstra motstand og slitasjepartikler (ikke egnet for støvfrie og eksplosive miljøer)

Fordeler og ulemper med AC servomotor

Fordeler: gode hastighetskontrollegenskaper, jevn kontroll i hele hastighetsområdet, nesten ingen svingninger, høy effektivitet over 90 %, mindre varmeutvikling, høyhastighetskontroll, høy presisjons posisjonskontroll (avhengig av koderens nøyaktighet), nominelt driftsområde Innvendig, kan oppnå konstant dreiemoment, lav treghet, lav støy, ingen børsteslitasje, vedlikeholdsfri (egnet for støvfrie, eksplosive miljøer)

Ulemper: Kontrollen er mer komplisert, drivparametrene må justeres på stedet for å bestemme PID-parametrene, og flere tilkoblinger kreves.

DC servomotorer er delt inn i børstede og børsteløse motorer

Børstede motorer er lave i pris, enkle i strukturen, store i startmoment, bredt i hastighetsreguleringsområde, enkle å kontrollere, trenger vedlikehold, men enkle å vedlikeholde (bytte kullbørste), genererer elektromagnetisk interferens, har krav til bruksmiljøet, og brukes vanligvis til kostnadssensitive Vanlige industrielle og sivile anledninger.

Børsteløse motorer er små i størrelse og lette i vekt, høye i ytelse og raske i respons, høye i hastighet og små i treghet, stabile i dreiemoment og jevne i rotasjon, komplekse i kontroll, intelligente, fleksible i elektronisk kommuteringsmodus, kan kommuteres i firkantbølge eller sinusbølge, vedlikeholdsfri motor, høy effektivitet og energisparing, liten elektromagnetisk stråling, lav temperaturstigning og lang levetid, egnet for ulike miljøer.

AC servomotorer er også børsteløse motorer, som er delt inn i synkrone og asynkrone motorer. For tiden brukes synkronmotorer generelt i bevegelseskontroll. Effektområdet er stort, kraften kan være stor, tregheten er stor, maksimal hastighet er lav, og hastigheten øker med økningen av kraft. Ensartet nedstigning, egnet for lavhastighets og jevn løping.

Rotoren inne i servomotoren er en permanent magnet. Driveren kontrollerer U/V/W trefase elektrisitet for å danne et elektromagnetisk felt. Rotoren roterer under påvirkning av dette magnetfeltet. Samtidig sender koderen som følger med motoren tilbakemeldingssignalet til føreren. Verdier sammenlignes for å justere rotorrotasjonsvinkelen. Nøyaktigheten til servomotoren avhenger av koderens nøyaktighet (antall linjer).

Hva er en servomotor? Hvor mange typer finnes det? Hva er arbeidsegenskapene?

Svar: Servomotoren, også kjent som executive-motoren, brukes som en aktuator i det automatiske kontrollsystemet for å konvertere det mottatte elektriske signalet til en vinkelforskyvning eller vinkelhastighetsutgang på motorakselen.

Servomotorer er delt inn i to kategorier: DC- og AC-servomotorer. Hovedkarakteristikkene deres er at det ikke er selvrotasjon når signalspenningen er null, og hastigheten synker med jevn hastighet med økningen av dreiemomentet.

Hva er forskjellen i ytelse mellom en AC servomotor og en børsteløs DC servomotor?

Svar: Ytelsen til AC-servomotoren er bedre, fordi AC-servoen styres av en sinusbølge og dreiemomentrippelen er liten; mens den børsteløse DC-servoen styres av en trapesformet bølge. Men børsteløs DC servokontroll er relativt enkel og billig.

Den raske utviklingen av permanent magnet AC servodrivteknologi har fått DC-servosystemet til å møte krisen med å bli eliminert. Med utviklingen av teknologi har permanent magnet AC servodrivteknologi oppnådd enestående utvikling, og kjente elektriske produsenter i forskjellige land har kontinuerlig lansert nye serier med AC servomotorer og servodrev. AC-servosystemet har blitt hovedutviklingsretningen for det moderne servosystemet med høy ytelse, noe som får DC-servosystemet til å møte krisen med å bli eliminert.

Sammenlignet med DC servomotorer har permanentmagnet AC servomotorer følgende hovedfordeler:

⑴ Uten børste og kommutator er operasjonen mer pålitelig og vedlikeholdsfri.

(2) Statorviklingens oppvarming er sterkt redusert.

⑶ Tregheten er liten, og systemet har god rask respons.

⑷ Arbeidstilstand med høy hastighet og høyt dreiemoment er god.

⑸Liten størrelse og lett vekt under samme kraft.

Servomotorprinsipp

Strukturen til statoren til AC-servomotoren er i utgangspunktet lik strukturen til kondensatorens deltfasede enfasede asynkronmotor. Statoren er utstyrt med to viklinger med en innbyrdes forskjell på 90°, den ene er eksitasjonsviklingen Rf, som alltid er koblet til AC-spenningen Uf; den andre er styreviklingen L, som er koblet til styresignalspenningen Uc. Så AC-servomotoren kalles også to servomotorer.

Rotoren til AC-servomotoren er vanligvis laget om til et ekornbur, men for å få servomotoren til å ha et bredt hastighetsområde, lineære mekaniske egenskaper, ingen "autorotasjons"-fenomen og rask responsytelse, sammenlignet med vanlige motorer, bør den har Rotormotstanden er stor og treghetsmomentet er lite. For tiden er det to typer rotorstrukturer som er mye brukt: den ene er ekorn-burrotoren med høyresistivitetsstyrestenger laget av ledende materialer med høy resistivitet. For å redusere treghetsmomentet til rotoren, er rotoren gjort slank; den andre er en hul koppformet rotor laget av aluminiumslegering, koppveggen er bare 0,2 -0,3 mm, treghetsmomentet til den hule koppformede rotoren er liten, responsen er rask og driften er stabil, så det er mye brukt.

Når AC-servomotoren ikke har noen styrespenning, er det bare det pulserende magnetfeltet som genereres av eksitasjonsviklingen i statoren, og rotoren er stasjonær. Når det er en styrespenning, genereres et roterende magnetfelt i statoren, og rotoren roterer i retning av det roterende magnetfeltet. Når belastningen er konstant, endres motorhastigheten med størrelsen på styrespenningen. Når fasen til styrespenningen er motsatt, vil servomotoren bli reversert.

Selv om arbeidsprinsippet til AC-servomotoren ligner på den kondensatordrevne enfase asynkronmotoren, er rotormotstanden til førstnevnte mye større enn sistnevnte. Derfor, sammenlignet med den kondensatordrevne asynkronmotoren, har servomotoren tre fremtredende egenskaper:

1. Stort startmoment: På grunn av den store rotormotstanden er momentkarakteristikken (mekanisk karakteristikk) nærmere lineær, og har et større startmoment. Derfor, når statoren har en styrespenning, roterer rotoren umiddelbart, noe som har egenskapene til rask start og høy følsomhet.

2. Bredt driftsområde: stabil drift og lavt støynivå. [/p][p=30, 2, venstre] 3. Ingen selvrotasjonsfenomen: Hvis servomotoren i drift mister styrespenningen, vil motoren slutte å gå umiddelbart.

Hva er "presisjonstransmisjon mikromotor"?

"Presisjonstransmisjons mikromotor" kan raskt og korrekt utføre instruksjoner i systemet som skifter ofte, og drive servomekanismen for å fullføre arbeidet som forventes av instruksjonen, og de fleste av dem kan oppfylle følgende krav:

1. Den kan starte, stoppe, bremse, reversere og kjøre i lav hastighet ofte, og har høy mekanisk styrke, høy varmebestandighet og høyt isolasjonsnivå.

2. God rask responsevne, stort dreiemoment, lite treghetsmoment og liten tidskonstant.

3. Med driver og kontroller (som servomotor, trinnmotor) er kontrollytelsen god.

4. Høy pålitelighet og høy presisjon.

Kategorien, strukturen og ytelsen til "mikromotor med presisjonstransmisjon"

AC servomotor

(1) Tofase AC-servomotor av burtype (slank rotor av burtype, tilnærmet lineære mekaniske egenskaper, lite volum og eksitasjonsstrøm, laveffektsservo, lavhastighetsdrift er ikke jevn nok)

(2) Ikke-magnetisk kopprotor to-fase AC servomotor (kjerneløs rotor, nesten lineære mekaniske egenskaper, stort volum og eksitasjonsstrøm, liten kraftservo, jevn drift ved lav hastighet)

(3) To-fase AC servomotor med ferromagnetisk kopprotor (kopprotor laget av ferromagnetisk materiale, nesten lineære mekaniske egenskaper, stort treghetsmoment for rotoren, liten kuggeffekt, stabil drift)

(4) Synkron permanent magnet AC servomotor (en koaksial integrert enhet bestående av en permanent magnet synkronmotor, en turteller og et posisjonsdeteksjonselement, statoren er 3-fase eller 2-fase, og den magnetiske materialrotoren må være utstyrt med et drev hastighetsområdet er bredt og det mekaniske. Egenskapene er sammensatt av konstant dreiemomentområde og konstant effektområde, som kan låses kontinuerlig, med god rask responsytelse, stor effekt; kraft og små dreiemomentfluktuasjoner det er to moduser for firkantbølgedrift og sinusbølgedrift, god kontrollytelse og en elektromekanisk integrering av kjemiske produkter)

(5) Asynkron trefase AC-servomotor (rotoren ligner den asynkrone motoren av merdtype, og må være utstyrt med en driver. Den tar i bruk vektorkontroll og utvider området for konstant effekthastighetsregulering. Den brukes mest i verktøymaskiner for spindelhastighetsregulering)

DC servomotor

(1) DC-servomotor med trykt vikling (skiverotor og skivestator er aksialt bundet med sylindrisk magnetisk stål, rotorens treghetsmoment er lite, det er ingen tannhjulseffekt, ingen metningseffekt, og utgangsmomentet er stort)

(2) Trådviklet DC-servomotor (skiverotor og stator er aksialt bundet med sylindrisk magnetisk stål, rotorens treghetsmoment er lite, kontrollytelsen er bedre enn andre DC-servomotorer, effektiviteten er høy, og utgangsmomentet er stort)

(3) Bopp-type anker permanent magnet likestrømsmotor (kjerneløs rotor, lite rotor treghetsmoment, egnet for inkrementell bevegelse servosystem)

(4) Børsteløs DC-servomotor (statoren er flerfasevikling, rotoren er permanentmagnet, med rotorposisjonssensor, ingen gnistinterferens, lang levetid, lavt støynivå)

momentmotor

(1) DC-momentmotor (flat struktur, antall poler, antall spor, antall kommuteringsstykker, antall serieledere; stort utgangsmoment, kontinuerlig arbeid ved lav hastighet eller stoppet, gode mekaniske og justeringsegenskaper, liten elektromekanisk tidskonstant )

(2) Børsteløs DC-momentmotor (liknende i strukturen til børsteløs DC-servomotor, men flat, med mange poler, spor og serieledere; stort utgangsmoment, gode mekaniske og justeringsegenskaper, lang levetid, ingen gnister, ingen støy lav)

(3) Cage-type AC-momentmotor (bur-type rotor, flat struktur, stort antall stolper og spor, stort startmoment, liten elektromekanisk tidskonstant, langsiktig låst rotordrift og myke mekaniske egenskaper)

(4) Solid rotor AC dreiemomentmotor (solid rotor laget av ferromagnetisk materiale, flat struktur, stort antall poler og spor, langvarig låst rotor, jevn drift, myke mekaniske egenskaper)

trinnmotor

(1) Reaktiv trinnmotor (statoren og rotoren er laget av silisiumstålplater, det er ingen vikling på rotorkjernen, og det er en kontrollvikling på statoren; trinnvinkelen er liten, start- og kjørefrekvensen er høy , trinnvinkelnøyaktigheten er lav, og det er ikke noe selvlåsende dreiemoment)

(2) Stegmotor med permanent magnet (permanent magnetrotor, radiell magnetiseringspolaritet; stor trinnvinkel, lav start- og driftsfrekvens, holdemoment og mindre strømforbruk enn reaktiv type, men positive og negative pulser kreves strøm)

(3) Hybrid trinnmotor (permanent magnetrotor, aksial magnetiseringspolaritet; høy trinnvinkelnøyaktighet, holdemoment, liten inngangsstrøm, både reaktiv og permanent magnet