伺服電機(servomotor)是指在伺服系統(tǒng)中控制機械元件運轉(zhuǎn)的發(fā)動機,是一種補助馬達間接變速裝置。伺服電機可使控制速度,位置精度非常準確,可以將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動控制對象。伺服電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號控制,并能快速反應(yīng),在自動控制系統(tǒng)中,用作執(zhí)行元件,且具有機電時間常數(shù)小、線性度高、始動電壓等特性??砂阉盏降碾娦盘栟D(zhuǎn)換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動機兩大類,其主要特點是,當(dāng)信號電壓為零時無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象,轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。伺服電機可以通過編程實現(xiàn)復(fù)雜的運動軌跡。上海直流伺服電機廠
伺服電機一般為三個環(huán)控制,所謂三環(huán)就是3個閉環(huán)負反饋PID調(diào)節(jié)系統(tǒng)。較內(nèi)的PID環(huán)就是電流環(huán),此環(huán)完全在伺服驅(qū)動器內(nèi)部進行,通過霍爾裝置檢測驅(qū)動器給電機的各相的輸出電流,負反饋給電流的設(shè)定進行PID調(diào)節(jié),從而達到輸出電流盡量接近等于設(shè)定電流,電流環(huán)就是控制電機轉(zhuǎn)矩的,所以在轉(zhuǎn)矩模式下驅(qū)動器的運算較小,動態(tài)響應(yīng)較快。第2環(huán)是速度環(huán),通過檢測的電機編碼器的信號來進行負反饋PID調(diào)節(jié),它的環(huán)內(nèi)PID輸出直接就是電流環(huán)的設(shè)定,所以速度環(huán)控制時就包含了速度環(huán)和電流環(huán),換句話說任何模式都必須使用電流環(huán),電流環(huán)是控制的根本,在速度和位置控制的同時系統(tǒng)實際也在進行電流(轉(zhuǎn)矩)的控制以達到對速度和位置的相應(yīng)控制。第三環(huán)是位置環(huán),它是較外環(huán),可以在驅(qū)動器和電機編碼器間構(gòu)建也可以在外部控制器和電機編碼器或較終負載間構(gòu)建,要根據(jù)實際情況來定。由于位置控制環(huán)內(nèi)部輸出就是速度環(huán)的設(shè)定,位置控制模式下系統(tǒng)進行了所有3個環(huán)的運算,此時的系統(tǒng)運算量較大,動態(tài)響應(yīng)速度也較慢。江蘇大功率伺服電機伺服電機采用無電刷和換向器,因此工作可靠,對維護和保養(yǎng)要求低。
在醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域,伺服電機有著***而重要的應(yīng)用。例如在 CT 掃描儀中,伺服電機用于精確控制掃描床的移動和旋轉(zhuǎn)架的轉(zhuǎn)動。掃描床需要準確地將患者送至掃描區(qū)域,伺服電機的高精度位置控制確保了每次掃描的起始位置準確無誤。旋轉(zhuǎn)架的轉(zhuǎn)動速度和角度也由伺服電機精確控制,這對于獲取清晰、準確的斷層圖像至關(guān)重要。在手術(shù)機器人中,伺服電機更是發(fā)揮了關(guān)鍵作用。它控制著機械臂的動作,醫(yī)生通過操作控制臺發(fā)出指令,伺服電機驅(qū)動機械臂準確地完成手術(shù)器械的定位和操作,比如在精細的腦部手術(shù)或眼科手術(shù)中,伺服電機能夠?qū)崿F(xiàn)亞毫米級的操作精度,**提高了手術(shù)的成功率和安全性,減少了患者的痛苦和術(shù)后恢復(fù)時間。
直流伺服電機的結(jié)構(gòu)和普通直流電機差不多,只是直流電機為滿足低慣量采用細長電樞,盤形或空心杯的。交流伺服電機有兩相交流繞組,空間相差90點角度:其中一組為勵磁繞組,另一組為控制繞組。其控制方式有幅值控制,相位控制,幅值相位復(fù)合控制。大多采用復(fù)合控制。交流伺服電機的轉(zhuǎn)子電阻一般很大,這樣可以防止自轉(zhuǎn),當(dāng)控制電壓消失后,由于有勵磁電壓,此時的交流伺服電機中會有脈振磁動勢,由于電阻大,T-S曲線發(fā)生偏移,反轉(zhuǎn)的磁場產(chǎn)生的T要變大,所以此時合成的T為制動性質(zhì)的,會停轉(zhuǎn)。伺服電機可以通過控制器進行遠程監(jiān)控和調(diào)整。
交流伺服電動機在沒有控制電壓時,定子內(nèi)只有勵磁繞組產(chǎn)生的脈動磁場,轉(zhuǎn)子靜止不動。當(dāng)有控制電壓時,定子內(nèi)便產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場,轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場的方向旋轉(zhuǎn),在負載恒定的情況下,電動機的轉(zhuǎn)速隨控制電壓的大小而變化,當(dāng)控制電壓的相位相反時,伺服電動機將反轉(zhuǎn)。交流伺服電動機的工作原理與分相式單相異步電動機雖然相似,但前者的轉(zhuǎn)子電阻比后者大得多,所以伺服電動機與單機異步電動機相比,有三個特點:1、起動轉(zhuǎn)矩大由于轉(zhuǎn)子電阻大,與普通異步電動機的轉(zhuǎn)矩特性曲線2相比,有明顯的區(qū)別。它可使臨界轉(zhuǎn)差率S0>1,這樣不僅使轉(zhuǎn)矩特性(機械特性)更接近于線性,而且具有較大的起動轉(zhuǎn)矩。因此,當(dāng)定子一有控制電壓,轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動,即具有起動快、靈敏度高的特點。2、運行范圍較廣3、無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象正常運轉(zhuǎn)的伺服電動機,只要失去控制電壓,電機立即停止運轉(zhuǎn)。當(dāng)伺服電動機失去控制電壓后,它處于單相運行狀態(tài),由于轉(zhuǎn)子電阻大,定子中兩個相反方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子作用所產(chǎn)生的兩個轉(zhuǎn)矩特性(T1-S1、T2-S2曲線)以及合成轉(zhuǎn)矩特性(T-S曲線)交流伺服電動機的輸出功率一般是0.1-100W。伺服電機可以根據(jù)輸入信號實時調(diào)整輸出位置或速度。常州800w伺服電機
在機器人技術(shù)中,伺服電機提供了關(guān)節(jié)運動的關(guān)鍵動力。上海直流伺服電機廠
伺服系統(tǒng)(servomechanism)是使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(或給定值)的任意變化的自動控制系統(tǒng)。伺服主要靠脈沖來定位,基本上可以這樣理解,伺服電機接收到1個脈沖,就會旋轉(zhuǎn)1個脈沖對應(yīng)的角度,從而實現(xiàn)位移。因為,伺服電機本身具備發(fā)出脈沖的功能,所以伺服電機每旋轉(zhuǎn)一個角度,都會發(fā)出對應(yīng)數(shù)量的脈沖。這樣,和伺服電機接受的脈沖形成了呼應(yīng),或者叫閉環(huán),如此一來,系統(tǒng)就會知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機,同時又收了多少脈沖回來,這樣,就能夠很精確的控制電機的轉(zhuǎn)動,從而實現(xiàn)精確的定位,可以達到0.001mm。上海直流伺服電機廠