伺服電機工作原理(lǐ)

伺服電動機的(de)工作原理(lǐ)及作用(yòng)

伺服電機的(de)作用(yòng)是驅動控制對(duì)象。被控對(duì)象的(de)轉距和(hé)轉速受信号電壓控制，信号電壓的(de)大(dà)小和(hé)極性改變時(shí)，電機的(de)轉動速度和(hé)方向也(yě)跟著(zhe)變化(huà)。

伺服電動機分(fēn)類

交流伺服電動機和(hé)直流伺服電動機。

一、交流伺服電動機

原理(lǐ)與兩相交流異步電機相同，定子上裝有兩個(gè)繞組—勵磁繞組和(hé)控制繞組。


勵磁繞組和(hé)控制繞組在空間相隔90°。

1、接線：

勵磁繞組的(de)接線 控制繞組的(de)接線

勵磁繞組中串聯電容C的(de)目的(de)是爲了(le)産生兩相旋轉磁場(chǎng)。

适當選擇電容的(de)大(dà)小，可(kě)使通(tōng)入兩個(gè)繞組的(de)電流相位差接近90°，因此便産生旋轉磁場(chǎng)，在旋轉磁場(chǎng)的(de)作用(yòng)下(xià)，轉子便轉動起來(lái)。

例：選擇電容，可(kě)使交流伺服電機電路中的(de)電壓電流的(de)相量關系如圖所示。

            控制繞組的(de)接線

控制電壓與電源電壓兩者頻(pín)率相同，相位相同或反相。

工作時(shí)兩個(gè)繞組中産生的(de)電流 和(hé) 的(de)相位差近90°，因此便産生旋轉磁場(chǎng)。在旋轉磁場(chǎng)的(de)作用(yòng)下(xià)，轉子轉動起來(lái)。

2、交流伺服電動機的(de)特點：

1）U2= 0 時(shí)，轉子停止。

這(zhè)時(shí)，雖然U2 =0V，U1仍存在，似乎成單相運行狀态，但和(hé)單相異步機不同。若單相電機啓動運行後，出現單相後仍轉。伺服電機不同，單相電壓時(shí)設備不能轉。

原因：交流伺服電機 R2設計得(de)較大(dà)。所以在U2=0時(shí)，交流伺服電機的(de)T=f(s)曲線如下(xià)頁圖：

交流伺服電動機的(de)T=f(s)曲線（U2=0時(shí)）

當U2=0V時(shí)，脈動磁場(chǎng)分(fēn)成的(de)正反向旋轉磁場(chǎng)産生的(de)轉距T'、T" 的(de)合成轉矩T與單相異步機不同。合成轉矩的(de)方向與旋轉方向相反，所以電機在U2=0V時(shí)，能立即停止，體現了(le)控制信号的(de)作用(yòng)(有控制電壓時(shí)轉動，無控制電壓時(shí)不轉)，以免失控。

（2）交流伺服電機R2設計得(de)較大(dà)，使Sm>1，Tst大(dà)，啓動迅速，穩定運行範圍大(dà)。

（3）控制電壓U2大(dà)小變化(huà)時(shí)，轉子轉速相應變化(huà)，轉速與電壓U2成正比。U2的(de)極性改變時(shí)，轉子的(de)轉向改變。


交流伺服電動機的(de)機械特性曲線( U1=const )

3、應用(yòng)

交流伺服電機的(de)輸出功率一般爲0.1-100W，電源頻(pín)率分(fēn)50Hz、400Hz等多(duō)種。它的(de)應用(yòng)很廣泛，如用(yòng)在自動控制、溫度自動記錄等系統中。


二、直流伺服電動機

1、結構：與直流電動機基本相同。爲減小轉動慣量做(zuò)得(de)細長(cháng)一些。

2、工作原理(lǐ)：與直流電動機相同。

3、供電方式：他(tā)勵。勵磁繞組和(hé)電樞由兩個(gè)獨立電源供電：

U1爲勵磁電壓，U2爲電樞電壓。

直流伺服電機的(de)機械特性公式與他(tā)勵直流電機一樣：

4、機械特性曲線


由機械特性可(kě)知：
(1)U1（即磁通(tōng)￠）不變時(shí)，一定的(de)負載下(xià)，U2↑,n↑。
(2)U2=0時(shí)，電機立即停轉。
反轉：電樞電壓的(de)極性改變，電機反轉。

5、應用(yòng)：

直流伺服電機的(de)特性較交流伺服電機硬。經常用(yòng)在功率稍大(dà)的(de)系統中，它的(de)輸出功率一般爲1-600W。它的(de)用(yòng)途很多(duō)，如随動系統中的(de)位置控制等。