伺服系统组成 直流伺服电机
交流伺服系统Modern交流伺服系统的应用首先应用于航空航天和军事领域,如火炮和雷达控制。交流伺服控制系统由哪些部分组成?交流伺服电机的工作原理交流伺服电机驱动是新近发展起来的新型伺服系统,也是当前机床进给驱动系统的一个新趋势,交流伺服系统由交流-DC变换器(DC电源)、DC-交流逆变器(电子换向器)和交流同步电动机组成,由交流电供电。
DC无刷电机和交流伺服电机的区别:就电机而言,DC无刷电机和交流伺服电机的基本结构和工作原理是一样的。都是交流同步电机,当然也是交流供电。唯一的区别是它们连接到哪种控制器和编码器。所谓DC无刷电机是由DC交流逆变器(电子换向器)和交流同步电机组成的系统,由DC供电。交流伺服系统由交流-DC变换器(DC电源)、DC-交流逆变器(电子换向器)和交流同步电动机组成,由交流电供电。
伺服系统工作原理伺服机构是使输出的被控量如物体的位置、方位、状态等跟随输入目标(或给定值)任意变化的自动控制系统。伺服定位主要靠脉冲,基本可以理解为:伺服电机接收到一个脉冲,就会旋转该脉冲对应的角度,从而实现位移。因为伺服电机本身具有发出脉冲的功能,所以伺服电机每旋转一个角度就会发出相应数量的脉冲,与伺服电机接收到的脉冲相呼应,或者叫做闭环。这样,系统就会知道有多少脉冲被发送到伺服电机,同时又有多少脉冲被接收回来。这样就可以非常精确的控制电机的旋转,从而实现精确定位,可以达到0.001 mm。
交流和DC伺服电机及其特性。DC伺服马达:输入或输出DC能量的旋转马达。其模拟调速系统一般由两个闭环组成,即速度闭环和电流闭环。为了使它们相互协调,发挥作用,在系统中设置了两个调节器,分别调节速度和电流。两个反馈闭环的结构采用一环一环的嵌套结构,即所谓的双闭环调速系统。它具有动态响应快、抗干扰能力强等优点,因此被广泛应用。
考虑到DC电机的数学模型,模拟调速系统的动态传递函数关系,在模拟调速系统的调试过程中,由于电机的参数或负载的机械特性与理论值相差较大,往往需要频繁改变电路参数才能获得预期的动态性能指标,非常麻烦。如果稳压电路由可编程模拟器件构成,那么增益、带宽甚至电路结构等系统参数都可以通过软件修改,调试起来非常方便。
交流伺服电机驱动是新近发展起来的新型伺服系统,也是当前机床进给驱动系统的新趋势。该系统克服了DC驱动系统存在的电机电刷和换向器维护频繁、电机体积大、使用环境受限等缺点。它能在较宽的速度范围内产生理想的转矩,结构简单,运行可靠,用于数控机床等进给驱动系统的精确位置控制。交流伺服电机的工作原理类似于两相异步电机。
尤其是它已经在旋转的时候,如果控制信号消失,它马上就停止旋转了。普通感应电机旋转后,如果控制信号消失,往往不能立即停止而是会继续旋转一段时间。交流伺服电机也是由定子和转子组成的。定子上有一个励磁绕组和一个控制绕组,两个绕组在空间上相隔90度。如果在两相绕组上加一个幅值相等、电角度相差90°的对称电压,就会在电机的气隙中产生一个圆形的旋转磁场。
交流伺服电机控制系统包括:1 .控制器通常由微处理器芯片组成,体积小,功能强,成本低,控制性能好。2.功率变换器是伺服系统中实现高科技伺服电机调速的关键设备。除了具有一定的输出功率和调频调压精度外,还要求频带宽、热稳定性好、抗干扰能力强、过流保护和限流功能。3.伺服电机,它是伺服系统的主要组成部分。如果系统要有高的伺服精度和定位精度,伺服电机必须具有良好的低速特性和伺服系统的快速性。它还要求伺服电机必须具有较小的转子转动惯量、较大的加速转矩和良好的工作稳定性。
伺服系统由控制器、动力驱动装置和电机组成。首先,控制器根据数控系统给定值与反馈装置检测到的实际运行值之间的差值来调整控制量。第二,动力驱动装置是系统的主回路。一方面,它根据控制量将电网中的电能作用在电机上,调节电机的转矩。另一方面,它根据电机的要求,将恒压恒频的电网电源转换成电机所需的交流电或DC。第三,电机根据电源驱动机械运转。
交流伺服系统的性能指标可以从调速范围、定位精度、稳速精度、动态响应、运行稳定性等方面来衡量。低档伺服系统调速范围大于1:1000,一般为1:5000 ~ 1:10000,高性能伺服系统可达1: 00以上。一般定位精度要达到1脉冲,稳速精度,尤其是低速时,给定1转时一般在0.1rpm以内,高性能可达0.01rpm
进口三菱伺服电机MR-JBOY3乐队系列的响应频率高达900Hz,而国内主流产品的频率为200 ~ 500 Hz。运行稳定性方面,主要是指系统在电压波动、负荷波动、电机参数变化、上位控制器输出特性变化、电磁干扰等特殊运行工况下,保持稳定运行并保证一定性能指标的能力。在这方面,国内产品,包括一些台湾省的产品,远远落后于世界先进水平。
Hyundai 交流伺服系统最早用于航空航天和军事领域,如火炮和雷达控制。逐步进入工业和民用领域。工业应用主要包括高精度数控机床、机器人和其他广义的数控机械,如纺织机械、印刷机械、包装机械、医疗设备、半导体设备、邮政机械、冶金机械、汽车生产线以及各种专用设备。其中,伺服消耗量最大的行业是机床、食品包装、纺织、电子半导体、塑料、印刷和橡胶机械,合计超过75%。
在主轴驱动中用高速永磁交流伺服代替异步变频驱动来提高效率和速度也成为热点。自20世纪90年代以来,欧洲、美国和日本一直在争先恐后地开发和应用新一代高速数控机床,高速电主轴单元的转速为30,000 rpm ~ rpm,工作台的进给速度在1μm的分辨率下达到100m/min,甚至超过200m/min,在0.1 μ s的分辨率下超过24m/min.。