伺服電機的組成、分類、選型、控制使用
發(fā)布時間:
2025-04-26
來源:
網(wǎng)絡
作者:
永坤電機
一,伺服電機的組成
1.電機本體
伺服電機的核心部分,通常是直流無刷電機或交流同步電機。其主要作用是提供旋轉(zhuǎn)動力。
直流無刷電機
交流同步電機
2.位置/速度傳感器
用于實時檢測電機的轉(zhuǎn)子位置和速度,反饋給控制系統(tǒng)。常見傳感器包括:
編碼器:分為增量式和絕對式,用于測量角位移和速度。
旋轉(zhuǎn)變壓器:抗干擾能力強,常用于工業(yè)環(huán)境。
霍爾傳感器:在低成本應用中測量轉(zhuǎn)子位置。
3.驅(qū)動器
也稱為伺服控制器,是電機的控制中心,用于根據(jù)控制信號調(diào)整電機的轉(zhuǎn)矩、速度和位置。
:效率高,易控制,常用于中小功率場合。
:適用于高功率和高精度應用。
光電傳感器
接受外部指令信號(如PLC或控制器發(fā)送的脈沖信號)。
內(nèi)部進行閉環(huán)控制(速度環(huán)、位置環(huán)、轉(zhuǎn)矩環(huán))。
運行方式
1,位置控制運行模式
位置控制模式一般是通過脈沖的個數(shù)確定移動的位移,外部輸入的脈沖頻率決定轉(zhuǎn)動速度的大小。
伺服電機如何控制行程精度的?
根據(jù)反饋信號調(diào)整電機的工作狀態(tài)。
編碼器分辨率(r):根據(jù)編碼器決定了電機轉(zhuǎn)一圈的脈沖個數(shù) 每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)(ppr):使電機轉(zhuǎn)一圈則上級控制器需發(fā)出的脈沖數(shù)
由于位置模式可以對位置和速度進行嚴格的控制,所以一般應用于定位裝置。是伺服應用最多的控制模式,主要用于機械手、貼片機、雕銑雕刻、數(shù)控機床等。
2,速度控制運行模式
電子齒輪的概念:就是類比機械上齒輪減速比,比如電機原轉(zhuǎn)速10000轉(zhuǎn),經(jīng)過齒輪減速后為1000轉(zhuǎn),那么減速比就是10:1。
整個系統(tǒng)上影響速度的可能不止一個機構(gòu),可能存在多級減速機構(gòu),可以通過配置機構(gòu)上減速比例告訴驅(qū)動器計算最終的行程和控制脈沖的關(guān)系。
假如編碼器分辨率是10000
不帶電子齒輪比:電機轉(zhuǎn)一圈工件移動6mm, 則單位脈沖對應長度為6mm/10000=0.6um;將工件移動10mm,則需要10mm/0.6um=16666.66個脈沖,實際發(fā)送脈沖時會舍去小數(shù),產(chǎn)生誤差!
帶電子齒輪比:使用電子齒輪比后,電機轉(zhuǎn)一圈工件移動6mm,編碼器分辨率是10000,可配置電子齒輪分子是10000,分母是6000,這樣電機旋轉(zhuǎn)一圈設置為需要6000個脈沖,則單位脈沖對應長度是6mm/6000=1um;將工件移動10mm,則需要10mm/1um= 10000個脈沖,實際發(fā)送脈沖時不會產(chǎn)生小數(shù),不產(chǎn)生舍去造成的誤差!
需要電子齒輪比的另一個因素就是上位機的PWM頻率可以達到的最大值和電機驅(qū)動器可以識別的最高PWM頻率,比如若脈沖發(fā)生器輸出頻率為200KHz,伺服編碼器分辨率8388608,此時伺服電機若要轉(zhuǎn)一圈,需發(fā)送8388608個脈沖。那么想讓電機轉(zhuǎn)一圈,最快需要8388608/200000=41.943秒,為了兼顧控制速度通過電子齒輪比來犧牲一些控制精度。
伺服電機,減速電機,精密電機
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