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伺服电动机

2016-12-17 行业资讯
“伺服”—词源于希腊语“奴隶”的意思。人们想把“伺服机构”当个得心应手的驯服工具,服从控制信号的要求而动作。在信号来到之前,转子静止不动;信号来到之后,转子立即转动;当信号消失,转子能即时自行停转。由于它的“伺服”性能,因此而得名——伺服系统。伺服系统是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标值(或给定值)的任意变化的自动控制系统。伺服的主要任务是按控制命令的要求,对功率进行放大、变换与调控等处理,使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制得非常灵活方便。伺服系统是具有反馈的闭环自动控制系统。

它由位置检测部分、误差放大部分、执行部分及被控对象组成。伺服系统必须具备可控性好、稳定性高和速应性强等基本性能。可控性好是指信号消失以后,能立即自行停转;稳定性高是指转速随转矩的增加而均匀下降;速应性强是指反应快、灵敏、响态品质好。通常根据伺服驱动机的种类来分类,有电气式、油压式或电气—油压式三种。伺服系统若按功能来分,则有计量伺服和功率伺服系统;模拟伺服和功率伺服系统;位置伺服和加速度伺服系统等。伺服驱动系统能够忠实地跟随控制命令而动作,例如数控机床和工业机器人,伺服驱动技术对产品的性能有重要影响,甚至起关键作用。

电气伺服技术应用最广,主要原因是控制方便、灵活,容易获得驱动能源,没有公害污染,维护也比较容易。特别是随着电子技术和计算机软件技术的发展,它为电气伺服技术的发展提供了广阔的前景。电气式伺服系统根据电气信号可分为DC直流伺服系统和AC交流伺服系统两大类。AC交流伺服系统又有异步电机伺服系统和同步电机伺服系统两种。早在20世纪70年代,小惯量的伺服直流电动机已经实用化了。到了70年代末期交流伺服系统开始发展,逐步实用化,AC伺服电动机的应用越来越广,并且还有取代DC伺服系统的趋势,成为电气伺服系统的主流。永磁转子的同步伺服电动机由于永磁材料不断提高,价格不断下降,控制又比异步电机简单,容易实现高性能的缘故,所以永磁同步电机的AC伺服系统应用更为广泛。

目前,在交流同步伺服驱动系统中,普通应用的交流永磁同步伺服电动机有两大类。一类称为无刷直流电动机,它要求将方波电流输入定子绕组,这种电机已在前面作了介绍。另一类称为三相永磁同步电动机(简称PMSM电机),或叫做三相正旋波永磁同步电动机,它要求输入定子绕组的电源仍然是三相正弦波形。