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交流伺服电动机的结构和控制原理

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-07-27 13:49:16 * 浏览: 3
与普通电动机一样,AC伺服电动机也由定子和转子组成。定子上有两个绕组,励磁绕组和控制绕组,两个绕组在空间上相隔90度。伺服电机内部的转子是永磁体,驱动gS控制的u / V / W三相电,形成电磁场转子,在磁场作用下旋转,电机的编码器反馈信号为根据反馈值和目标提供给驱动器和驱动器。比较这些值以调整转子旋转的角度。伺服电机的精度取决于编码器的精度{线数)。交流伺服电机的工作原理与单相感应电机没有本质区别。但是,交流伺服电机必须具有克服交流伺服电机所谓的“旋转”现象的性能,也就是说,当没有控制信号时,它不应该旋转,特别是当它已经旋转时,如果控制信号消失后,应立即停止旋转。普通感应电动机旋转后,如果控制信号消失,则经常继续旋转。当电动机处于静止状态时,如果控制绕组不具有控制电压,则仅励磁绕组被激励以产生脉动磁场。脉动磁场可以被认为是两个圆形旋转磁场。两个圆形旋转磁场以相同的尺寸和旋转速度沿相反方向旋转。所建立的正向和反向旋转磁场分别切断笼形绕组(或杯壁)并产生相同的幅度和反相电动势。电流(或涡流),这些电流等于各磁场产生的转矩,方向相反,合成转矩为零,伺服电机转子不能转动。一旦控制系统具有偏差信号,控制绕组就接收相应的控制电压。通常,在电动机内部产生的磁场是椭圆形旋转磁场。椭圆旋转磁场可以被认为是由两个圆形旋转磁场组成。两个圆形旋转磁场具有不同的幅度(与原始椭圆旋转磁场相同的正旋转磁场,并且与原始转向相反的反向磁场小),但是以相同的速度沿相反方向旋转。它们切断了转子绕组引起的电位和电流,产生的电磁转矩也在相反方向,尺寸不同(正向旋转大,反向小),组合转矩不为零,所以伺服电动机在前向磁场的方向上旋转。随着信号增加,磁场接近圆形。此时,正磁场及其转矩增加,反向磁场及其转矩减小,并且合成转矩变大。如果负载转矩恒定,则转子的速度增加。如果控制电压的相位改变,即相移为180°,则旋转磁场的转向反转,并且所得的合成转矩方向也反转,伺服电机将反转。如果控制信号消失,只有励磁绕组通电,伺服电机产生的磁场将成为脉动磁场,转子将快速停止。为了使AC伺服电机的控制信号消失,立即停止旋转的功能,使其转子电阻特别大,使其临界滑动率大于1。在电动机运行期间,如果控制信号下降到“零”,则激励电流仍然存在,并且在气隙中产生脉动磁场。该脉动磁场可以视为正向旋转磁场和反向旋转磁场的组合。一旦控制信号消失,气隙磁场就转换成脉动磁场,可以看作是正向旋转磁场和反向旋转磁场的合成,电机根据到合成特征曲线。由于转子的惯性,操作点从A点移动到B点,此时电动机产生与转子的原始旋转方向相反的制动扭矩。转子在负载转矩和制动转矩的作用下快速停止。必须指出的是,普通的两相和三相异步电动机通常以对称状态运行,非对称运行是故障状态。交流伺服电机可以通过不同程度的不对称操作来控制。这是交流伺服电机和普通异步电机的根本区别。在伺服驱动器的响应速度方面,转矩模式计算量最小,驱动器对控制信号的响应最快,位置模式计算量最大,驱动器对控制的响应最慢信号。当对运动中的动态性能有很高要求时,需要实时调整电机。然后,如果控制器本身很慢(例如PLC或低端运动控制器),则由位置控制。如果控制器运行得更快,您可以使用速度模式将位置环从驱动器移动到控制器,从而减少驱动器的工作量并提高效率(例如大多数中高端运动控制器),如果有更好的上层控制。它也可以通过扭矩控制,速度环也从驱动器中移除。这通常只是一个高端专用控制器,而且此时根本不需要伺服电机。换句话说:1。转矩控制:转矩控制模式是通过外部模拟输入或直接地址的分配来设置电机轴的外部输出转矩。具体的性能是例如对应于5Nm的10V。当外部模拟量设置为5V时,电机轴输出为2.5Nm:如果电机轴负载低于2.5Nm,电机正向旋转,外部负载等于2.5Nm,电机不旋转,当电机负载大于2.5Nm时,电机反转(通常在重力负载下产生)。可以通过实时更改模拟设置或通过通信更改相应地址的值来更改设定扭矩。该应用主要用于对材料应力有严格要求的卷绕和退绕装置,如拉丝装置或光纤拉丝装置。扭矩设定根据绕组半径的变化而变化,以确保材料的应力不会随着绕组半径的变化而变化。 2.位置控制:位置控制模式通常根据外部输入脉冲的频率确定转速。脉冲数用于确定旋转角度。有些伺服系统可以通过通信直接分配速度和位移。由于位置模式对速度和位置有严格的控制,因此通常应用于定位装置。数控机床,印刷机械等应用.3。速度模式:旋转速度可通过模拟输入或脉冲频率控制。当控制上控制装置的外环PID时,也可以定位速度模式,但必须使用位置信号或电动机的直接负载。位置信号被给予上部反馈以进行计算。位置模式还支持直接负载外环检测位置信号。此时,电机轴端的编码器仅检测电机速度,位置信号由直接最终负载端检测装置提供。这具有减少中间传输过程的优点。该错误增加了整个系统的定位精度。想了解伺服电机和伺服驱动器,请加入微信13659870081