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伺服电机-工作-优点和缺点

文章来源:锐特步进电机 时间:2019-11-29 13:39:08 浏览:

  伺服意味着一个错误感应反馈控制,该反馈控制用于校正系统性能。它还需要一个通常复杂的控制器,通常是专门设计用于伺服电机的专用模块。伺服电机是直流电机,可以精确控制角度位置。它们实际上是直流电机,其速度通过齿轮缓慢降低。伺服电机通常具有从90°到180°的旋转截止。某些伺服电机的旋转截止速度也可以达到360°或更大。但是伺服电机不能持续旋转。它们的旋转被限制在固定角度之间。

  伺服电机实际上是由四部分组成的组件:普通的直流电机,齿轮减速单元,位置传感装置和控制电路。直流电机与齿轮机构连接,该齿轮机构向位置传感器(主要是电位计)提供反馈。电机的输出从齿轮箱通过伺服花键传递到伺服臂。对于标准伺服电机,齿轮通常由塑料制成,而对于大功率伺服电机,齿轮由金属制成。

  伺服电机由三根线组成:黑线接地,白/黄线连接到控制单元,红线连接到电源。

  伺服电机的功能是接收代表伺服轴所需输出位置的控制信号,并向其直流电机供电,直到其轴转到该位置为止。

  它使用位置检测装置来计算出轴的旋转位置,因此它知道电机必须旋转哪种方式才能将轴移动到指示位置。轴通常不会像DC电机那样自由旋转,而只能旋转200度。

  

 

  伺服电机

  从转子的位置开始,产生旋转磁场以有效地产生转矩。电流在绕组中流动以产生旋转磁场。轴传递电机输出功率。负载通过传递机构驱动。高性能稀土或其他永磁体位于轴的外部。光学编码器始终观察转数和轴的位置。

  伺服电机的工作

  伺服电机主要由直流电机,齿轮系统,位置传感器和控制电路组成。直流电机由电池供电,并以高速度和低转矩运行。连接到直流电机的齿轮和轴组件将该速度降低到足够的速度和更高的扭矩。位置传感器从轴的确定位置检测轴的位置,并将信息提供给控制电路。控制电路相应地解码来自位置传感器的信号,并将电机的实际位置与所需位置进行比较,并相应地控制直流电机的旋转方向以获得所需位置。伺服电机通常需要4.8V至6V的直流电源。

  控制伺服电机

  通过使用脉宽调制技术控制其位置来控制伺服电机。施加到电机的脉冲宽度会发生变化,并在固定的时间内发送。

  脉冲宽度确定伺服电机的角位置。例如,1 ms的脉冲宽度导致0度的角位置,而2 ms的脉冲宽度导致180度的角宽度。

  好处:

  如果在电机上施加了重负载,驱动器将在尝试旋转电机时增加流向电机线圈的电流。基本上,没有失调的情况。

  可以高速运行。

  缺点:

  由于伺服电机会根据命令脉冲尝试旋转,但会滞后,因此不适用于精确控制旋转。

  成本较高。

  停止时,电机的转子继续来回移动一个脉冲,因此,如果需要防止振动,则不合适。

  伺服电机的应用

  伺服电机用于要求速度快速变化而又不会过热的应用中。

  在工业领域中,它们被用于机床,包装,工厂自动化,材料处理,印刷转换,装配线以及许多其他要求苛刻的应用,例如机器人技术,CNC机械或自动化制造。

  •   它们还用于无线电控制的飞机中,以控制电梯的定位和移动。
  •   它们在机器人中的使用是因为它们可以平滑地打开和关闭以及准确定位。
  •   它们还被航空航天工业用来在其液压系统中保持液压油。
  •   它们被用于许多无线电遥控玩具中。
  •   它们用于电子设备(例如DVD或蓝光光盘播放器)中,以扩展或重放光盘托盘。
  •   它们还被用于汽车中以保持车辆的速度。

  伺服电机应用电路

  在下面的应用电路中:每个电机都有三个输入:VCC,接地和一个周期性方波信号。方波的脉冲宽度决定了伺服电机的速度和方向。在我们的情况下,我们只需要更改方向即可使设备前进,后退以及左右旋转。如果脉冲宽度在特定时间范围内,则电机将沿顺时针方向驱动。如果脉冲宽度超过该时间范围,则电机将沿逆时针方向驱动。可以通过电机内部的内置电位计来调整中间时间范围。

  

 

  步进电机和伺服电机之间的3个区别:

  1.   步进电机具有许多极,由永磁体或电流产生的磁对。伺服电机的极数很少。每个极都为电机轴提供自然的步进点。
  2.   低速时步进电机的转矩大于相同尺寸的伺服电机的转矩。
  3.   步进电机的操作由脉冲发生器输出的指令脉冲信号同步。相反,伺服电机的运行滞后于指令脉冲。
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