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电机类

伺服电机的种类与区别

更新时间:2015-07-06 12:31  点击次数:

一、伺服电机从供电的分类:

1、直流伺服电机

直流伺服电机的输出转速与输入电压成正比,并能实现正反向速度控制。具有起动转矩大,调速范围宽,机械特性和调节特性的线性度好,控制方便等优点,但换向电刷的磨损和易产生火花会影响其使用寿命。近年来出现的无刷直流伺服电机避免了电刷摩擦和换向干扰,因此灵敏度高,死区小,噪声低,寿命长,对周围电子设备干扰小。

直流伺服电机的输出转速/输入电压的传递函数可近似视为一阶惯性环节(又叫一阶滞后环节),其机电时间常数一般大约在十几毫秒到几十毫秒之间。而某些低惯量直流伺服电机(如空心杯转子型、印刷绕组型、无槽型)的时间常数仅为几毫秒到二十毫秒。

小功率规格的直流伺服电机的额定转速在3000r/min左右,甚至有大于10000r/min。因此可作为液压阀应用的控制器方面需配用高速比的减速器。而直流力矩伺服电机(即低速直流伺服电机)可在几十转/分的低速下,甚至在长期堵转的条件下工作,故可直接驱动被控件而不需减速。

2、交流伺服电动机

交流伺服电动机的结构主要可分为两部分,即定子部分和转子部分。其中定子的结构与旋转变压器的定子基本相同,在定子铁心中也安放着空间互成90度电角度的两相绕组。其中一组为激磁绕组,另一组为控制绕组,交流伺服电动机一种两相的交流电动机。 交流伺服电动机使用时,激磁绕组两端施加恒定的激磁电压Uf,控制绕组两端施加控制电压Uk。当定子绕组加上电压后,伺服电动机很快就会转动起来。通入励磁绕组及控制绕组的电流在电机内产生一个旋转磁场,旋转磁场的转向决定了电机的转向,当任意一个绕组上所加的电压反相时,旋转磁场的方向就发生改变,电机的方向也发生改变。为了在电机内形成一个圆形旋转磁场,要求激磁电压Uf和控制电压UK之间应有90度的相位差,常用的方法有:

1)利用三相电源的相电压和线电压构成90度的移相

2)利用三相电源的任意线电压

3)采用移相网络

4)在激磁相中串联电容器


二、伺服电机从结构的分类:

1、直流有刷电机

有刷电机成本低,结构简单,启动转矩大,调速范围宽,控制容易,需要维护,但维护方便(换碳刷),产生电磁干扰,对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。

2、直流无刷电机

无刷电机体积小,重量轻,出力大,响应快,速度高,惯量小,转动平滑,力矩稳定。控制复杂,容易实现智能化,其电子换相方式灵活,可以方波换相或正弦波换相。电机免维护,效率很高,运行温度低,电磁辐射很小,长寿命,可用于各种环境。

3、交流无刷电机

交流伺服电机只有无刷电机,分为同步和异步电机,目前运动控制中一般都用同步电机,它的功率范围大,可以做到很大的功率。大惯量,最高转动速度低,且随着功率增大而快速降低,因而适合做低速平稳运行的应用。

 

三、交流伺服电机和直流伺服电机在功能上的区别

交流伺服要好一些,因为是正弦波控制,转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单,便宜。

永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较,主要优点有: 

1、无电刷和换向器,因此工作可靠,对维护和保养要求低。

2、定子绕组散热比较方便。

3、惯量小,易于提高系统的快速性。

4、适应于高速大力矩工作状态。

5、同功率下有较小的体积和重量。

 


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