Osnovno znanje o servo motoru

Osnovno znanje o servo motoru

Riječ "servo" dolazi od grčke riječi "rob". “Servo motor” se može shvatiti kao motor koji apsolutno poštuje naredbu upravljačkog signala: prije slanja upravljačkog signala rotor miruje; kada se pošalje kontrolni signal, rotor se odmah okreće; kada upravljački signal nestane, rotor se može odmah zaustaviti.

Servo motor je mikro motor koji se koristi kao pokretač u uređaju za automatsko upravljanje. Njegova funkcija je pretvaranje električnog signala u kutni pomak ili kutnu brzinu rotirajućeg vratila.

Servo motori se dijele u dvije kategorije: AC servo i DC servo

Osnovna struktura AC servo motora slična je strukturi AC indukcijskog motora (asinkroni motor). Postoje dva pobudna namota Wf i upravljačka namota WcoWf s faznim prostornim pomakom od 90° električnog kuta na statoru, spojena na konstantni izmjenični napon i korištenje izmjeničnog napona ili promjene faze primijenjene na Wc za postizanje svrhe upravljanja radom motora. AC servo motor ima karakteristike stabilnog rada, dobru upravljivost, brz odziv, visoku osjetljivost i stroge pokazatelje nelinearnosti mehaničkih karakteristika i karakteristika podešavanja (potrebno je da bude manje od 10% do 15% i manje od 15% do 25% odnosno).

Osnovna struktura istosmjernog servo motora slična je strukturi općeg istosmjernog motora. Brzina motora n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j, gdje je E elektromotorna sila armature, K je konstanta, j je magnetski tok po polu, Ua, Ia su napon armature i struja armature, Ra Otpor armature, mijenjajući Ua ili mijenjajući φ može kontrolirati brzinu istosmjernog servo motora, ali općenito se koristi metoda kontrole napona armature. U istosmjernom servo motoru s permanentnim magnetom uzbudni namot zamijenjen je permanentnim magnetom, a magnetski tok φ je konstantan. . DC servo motor ima dobre karakteristike linearne regulacije i brz vremenski odziv.

Prednosti i nedostaci istosmjernih servo motora

Prednosti: Točna regulacija brzine, jaki okretni moment i karakteristike brzine, jednostavan princip upravljanja, jednostavan za korištenje i niska cijena.

Nedostaci: komutacija četkica, ograničenje brzine, dodatni otpor i čestice trošenja (nije prikladno za okruženja bez prašine i eksplozivna okruženja)

Prednosti i nedostaci AC servo motora

Prednosti: dobre karakteristike regulacije brzine, glatka regulacija u cijelom rasponu brzine, gotovo bez oscilacija, visoka učinkovitost iznad 90%, manje stvaranja topline, regulacija velike brzine, regulacija položaja visoke preciznosti (ovisno o točnosti enkodera), nazivno radno područje Unutra, može postići konstantan okretni moment, nisku inerciju, nisku buku, bez trošenja četkica, bez održavanja (pogodno za eksplozivna okruženja bez prašine)

Nedostaci: Upravljanje je kompliciranije, parametri pogona moraju se podesiti na licu mjesta kako bi se odredili PID parametri i potrebno je više priključaka.

DC servo motori se dijele na motore s četkicama i motore bez četkica

Četkasti motori su niske cijene, jednostavne strukture, velikog startnog momenta, širokog raspona regulacije brzine, laki za upravljanje, zahtijevaju održavanje, ali laki za održavanje (zamijenite karbonske četkice), stvaraju elektromagnetske smetnje, imaju zahtjeve za okolinu uporabe, i obično se koriste za troškovno osjetljive uobičajene industrijske i civilne prilike.

Motori bez četkica male su veličine i male težine, velikog izlaza i brzog odziva, velike brzine i male inercije, stabilnog momenta i glatke rotacije, složene kontrole, inteligentni, fleksibilni u elektroničkom načinu rada, mogu se komutirati u pravokutnom ili sinusnom valu, motor bez održavanja, visoka učinkovitost i ušteda energije, malo elektromagnetsko zračenje, nizak porast temperature i dug život, pogodan za različita okruženja.

AC servo motori su također motori bez četkica, koji se dijele na sinkrone i asinkrone motore. Trenutno se sinkroni motori općenito koriste u upravljanju gibanjem. Raspon snage je velik, snaga može biti velika, inercija je velika, maksimalna brzina je mala, a brzina raste s povećanjem snage. Ravnomjerno brzo spuštanje, pogodno za male brzine i glatko trčanje.

Rotor unutar servo motora je stalni magnet. Vozač kontrolira U/V/W trofaznu električnu energiju kako bi formirao elektromagnetsko polje. Rotor se okreće pod djelovanjem tog magnetskog polja. U isto vrijeme, enkoder koji dolazi s motorom prenosi povratni signal vozaču. Vrijednosti se uspoređuju kako bi se prilagodio kut rotacije rotora. Točnost servo motora ovisi o točnosti enkodera (broj linija).

Što je servo motor? Koliko vrsta postoji? Koje su radne karakteristike?

Odgovor: Servo motor, također poznat kao izvršni motor, koristi se kao pokretač u sustavu automatske kontrole za pretvaranje primljenog električnog signala u kutni pomak ili izlaznu kutnu brzinu na vratilu motora.

Servo motori su podijeljeni u dvije kategorije: DC i AC servo motori. Njihova glavna karakteristika je da nema samorotacije kada je napon signala nula, a brzina opada jednolikom brzinom s porastom momenta.

Koja je razlika u performansama između AC servo motora i DC servo motora bez četkica?

Odgovor: Performanse AC servo motora su bolje, jer je AC servo kontroliran sinusnim valom, a valovitost momenta je mala; dok je DC servo bez četkica kontroliran trapezoidnim valom. Ali DC servo kontrola bez četkica je relativno jednostavna i jeftina.

Brzi razvoj tehnologije AC servo pogona s trajnim magnetom doveo je do toga da se DC servo sustav suoči s krizom eliminacije. S razvojem tehnologije, tehnologija AC servo pogona s trajnim magnetom postigla je izvanredan razvoj, a poznati proizvođači električne opreme u raznim zemljama kontinuirano su lansirali nove serije AC servo motora i servo pogona. AC servo sustav je postao glavni razvojni pravac suvremenog visokoučinkovitog servo sustava, zbog čega se DC servo sustav suočava s krizom eliminacije.

U usporedbi s DC servo motorima, AC servo motori s trajnim magnetom imaju sljedeće glavne prednosti:

⑴Bez četke i komutatora, rad je pouzdaniji i ne zahtijeva održavanje.

(2) Zagrijavanje namota statora je znatno smanjeno.

⑶ Inercija je mala, a sustav ima dobar brzi odziv.

⑷ Radni uvjeti velike brzine i velikog momenta su dobri.

⑸Mala veličina i mala težina pod istom snagom.

Princip servo motora

Struktura statora servo motora izmjenične struje u osnovi je slična strukturi jednofaznog asinkronog motora s podijeljenom fazom kondenzatora. Stator je opremljen s dva namota s međusobnom razlikom od 90°, jedan je uzbudni namot Rf, koji je uvijek spojen na izmjenični napon Uf; drugi je upravljački namot L, koji je spojen na napon upravljačkog signala Uc. Stoga se AC servo motor naziva i dva servo motora.

Rotor servo motora izmjenične struje obično se pravi u obliku kaveza, ali kako bi servo motor imao širok raspon brzina, linearne mehaničke karakteristike, bez fenomena "autorotacije" i brz odziv, u usporedbi s običnim motorima, trebao bi imaju Otpor rotora je velik, a moment tromosti mali. Trenutno postoje dvije vrste struktura rotora koje se naširoko koriste: jedna je kavezni rotor s vodilicama visokog otpora izrađenim od vodljivih materijala visokog otpora. Kako bi se smanjio moment tromosti rotora, rotor je napravljen vitkim; drugi je šuplji rotor u obliku šalice izrađen od aluminijske legure, stijenka šalice je samo 0,2 -0,3 mm, moment tromosti šupljeg rotora u obliku šalice je mali, odziv je brz, a rad stabilan, pa se široko koristi.

Kada AC servo motor nema upravljački napon, postoji samo pulsirajuće magnetsko polje koje stvara pobudni namot u statoru, a rotor miruje. Kada postoji upravljački napon, u statoru se stvara okretno magnetsko polje, a rotor se okreće u smjeru okretnog magnetskog polja. Kada je opterećenje konstantno, brzina motora se mijenja s veličinom upravljačkog napona. Kada je faza upravljačkog napona suprotna, servo motor će biti obrnut.

Iako je princip rada AC servo motora sličan onom kod kondenzatorski upravljanog jednofaznog asinkronog motora, otpor rotora prvog je mnogo veći od otpora drugog. Stoga, u usporedbi s asinkronim motorom koji radi kondenzatorom, servo motor ima tri značajne značajke:

1. Veliki startni moment: Zbog velikog otpora rotora, karakteristika momenta (mehanička karakteristika) je bliža linearnoj, i ima veći startni moment. Stoga, kada stator ima upravljački napon, rotor se odmah okreće, što ima karakteristike brzog pokretanja i visoke osjetljivosti.

2. Širok radni raspon: stabilan rad i niska buka. [/p][p=30, 2, lijevo] 3. Nema fenomena samorotacije: Ako servo motor u radu izgubi upravljački napon, motor će odmah prestati raditi.

Što je "mikro motor s preciznim prijenosom"?

“Mikro motor s preciznim prijenosom” može brzo i ispravno izvršavati često mijenjajuće instrukcije u sustavu i pokretati servo mehanizam da dovrši posao koji se očekuje instrukcijom, a većina njih može zadovoljiti sljedeće zahtjeve:

1. Može se pokrenuti, zaustaviti, kočiti, voziti unatrag i često raditi malom brzinom, te ima visoku mehaničku čvrstoću, visoku razinu otpornosti na toplinu i visoku razinu izolacije.

2. Dobra sposobnost brzog odziva, veliki zakretni moment, mali moment inercije i mala vremenska konstanta.

3. S pogonom i kontrolerom (kao što je servo motor, koračni motor), performanse upravljanja su dobre.

4. Visoka pouzdanost i visoka preciznost.

Kategorija, struktura i performanse "preciznog prijenosnog mikro motora"

AC servo motor

(1) Dvofazni izmjenični servo motor kaveznog tipa (tanak kavezni rotor, približno linearne mehaničke karakteristike, mali volumen i pobudna struja, servo male snage, rad male brzine nije dovoljno gladak)

(2) Dvofazni izmjenični servo motor s nemagnetskim kupastim rotorom (rotor bez jezgre, gotovo linearne mehaničke karakteristike, veliki volumen i struja pobude, servo male snage, glatki rad pri maloj brzini)

(3) Dvofazni AC servo motor s feromagnetskim čašičastim rotorom (čašičasti rotor izrađen od feromagnetskog materijala, gotovo linearne mehaničke karakteristike, veliki moment tromosti rotora, mali učinak zupčanja, stabilan rad)

(4) Sinkroni AC servo motor s permanentnim magnetom (koaksijalna integrirana jedinica koja se sastoji od sinkronog motora s permanentnim magnetom, tahometra i elementa za detekciju položaja, stator je 3-fazni ili 2-fazni, a rotor od magnetskog materijala mora biti opremljen pogon; raspon brzine je širok, a mehaničke karakteristike sastoje se od područja konstantnog zakretnog momenta i područja konstantne snage, koje se mogu kontinuirano zaključavati, s dobrim performansama brzog odziva, velikim učinkom snaga i mala fluktuacija zakretnog momenta; postoje dva načina pravokutnog pogona i sinusnog pogona, dobre performanse upravljanja i elektromehanička integracija kemijskih proizvoda)

(5) Asinkroni trofazni AC servo motor (rotor je sličan kaveznom asinkronom motoru i mora biti opremljen pokretačem. Usvaja vektorsko upravljanje i proširuje raspon regulacije brzine konstantne snage. Uglavnom se koristi u sustavi regulacije brzine vretena alatnog stroja)

DC servo motor

(1) DC servo motor s tiskanim namotom (disk rotor i disk stator aksijalno su spojeni cilindričnim magnetskim čelikom, moment tromosti rotora je mali, nema učinka zupčanja, nema učinka zasićenja, a izlazni moment je velik)

(2) DC servo motor s diskom od žice (disk rotor i stator su aksijalno spojeni cilindričnim magnetskim čelikom, moment inercije rotora je mali, upravljačka izvedba je bolja od drugih DC servo motora, učinkovitost je visoka, a izlazni moment je velik)

(3) DC motor s trajnim magnetom s armaturom kupastog tipa (rotor bez jezgre, mali moment inercije rotora, pogodan za servo sustav inkrementalnog gibanja)

(4) DC servo motor bez četkica (stator je višefazni namot, rotor je trajni magnet, sa senzorom položaja rotora, bez smetnji iskre, dug život, niska buka)

momentni motor

(1) DC momentni motor (ravna struktura, broj polova, broj utora, broj komutacijskih dijelova, broj serijskih vodiča; veliki izlazni moment, kontinuirani rad pri maloj brzini ili u zastoju, dobre mehaničke karakteristike i karakteristike podešavanja, mala elektromehanička vremenska konstanta )

(2) Istosmjerni momentni motor bez četkica (sličan po strukturi istosmjernom servo motoru bez četkica, ali ravan, s mnogo polova, utora i serijskih vodiča; veliki izlazni moment, dobre mehaničke karakteristike i karakteristike podešavanja, dug životni vijek, bez iskri, bez buke Niska)

(3) Motor izmjeničnog momenta kaveznog tipa (rotor kaveznog tipa, ravna struktura, veliki broj polova i utora, veliki početni moment, mala elektromehanička vremenska konstanta, dugotrajan rad s blokiranim rotorom i meka mehanička svojstva)

(4) Motor s izmjeničnim momentom s čvrstim rotorom (čvrsti rotor izrađen od feromagnetskog materijala, ravna struktura, veliki broj polova i utora, dugotrajno zaključani rotor, glatki rad, meka mehanička svojstva)

koračni motor

(1) Reaktivni koračni motor (stator i rotor izrađeni su od silikonskih čeličnih limova, nema namota na jezgri rotora, a postoji upravljački namot na statoru; kut koraka je mali, početna i radna frekvencija su visoke , točnost kuta koraka je niska i nema momenta samozaključavanja)

(2) Koračni motor s trajnim magnetom (rotor s trajnim magnetom, radijalni polaritet magnetizacije; veliki kut koraka, niska početna i radna frekvencija, zakretni moment i manja potrošnja energije od reaktivnog tipa, ali potrebni su pozitivni i negativni impulsi struje)

(3) Hibridni koračni motor (rotor s trajnim magnetom, polaritet aksijalne magnetizacije; velika točnost kuta koraka, moment zadržavanja, mala ulazna struja, reaktivni i trajni magnet