近幾年,伺服系統(tǒng)產(chǎn)品已相繼進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段。伺服系統(tǒng)是使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(biāo)(或給定值)的任意變化的自動(dòng)控制系統(tǒng)。其中伺服電機(jī)可以控制速度,位置精度非常準(zhǔn)確,可以將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象。伺服電機(jī)的應(yīng)用范圍為如機(jī)床、印刷設(shè)備、自動(dòng)化生產(chǎn)線等對(duì)工藝精度、加工效率和工作可靠性等要求相對(duì)較高的設(shè)備。
按工作電源種類劃分,伺服電機(jī)分為直流和交流兩大類。
直流伺服電機(jī)是輸入或輸出為直流電能的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。它具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。直流伺服電機(jī)又分為直流有刷伺服電機(jī)和直流無刷電機(jī)。直流有刷電機(jī)一般用于對(duì)成本敏感的普通工業(yè)和民用場(chǎng)合。
交流伺服電機(jī)是輸入或輸出為交流電能的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。它重量輕,出力大,響應(yīng)快,速度高,慣量小,轉(zhuǎn)動(dòng)平滑,力矩穩(wěn)定。
直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)的具體區(qū)別如下:
一、原理不同:
1、交流伺服電機(jī)的定子三相線圈是由伺服編碼控制電路供電的,轉(zhuǎn)子是永磁式的,電機(jī)的轉(zhuǎn)向、速度、轉(zhuǎn)角都是由編碼控制器所決定的。
2、直流無刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子也是永磁體的,定子繞組則是由伺服編碼脈沖電路供電。
二、控制方式不同:
1、交流伺服電機(jī)控制方式有三種,幅值控制、相位控制和幅相控制。
2、直流伺服電機(jī)的控制方式主要有兩種:電樞電壓控制、勵(lì)磁磁場(chǎng)控制。
三、性能不同:
1、交流電機(jī)的特性是比較軟,當(dāng)達(dá)到額定力矩后,如果負(fù)載力矩增加,就很容易造成突然的失速。但是直流電動(dòng)機(jī)具有響應(yīng)快速、較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、從零轉(zhuǎn)速至額定轉(zhuǎn)速具備可提供額定轉(zhuǎn)矩的性能。
2、直流電機(jī)有著良好精確的速度控制特征,還可以在整個(gè)速度區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)平滑控制,幾乎沒有任何振蕩,高效率,不易發(fā)熱。
四、優(yōu)缺點(diǎn)不同:
(1)直流伺服電機(jī)
優(yōu)點(diǎn):速度控制精確,轉(zhuǎn)矩速度特性很硬,控制原理簡單,良好的線性調(diào)節(jié)特性、快速的時(shí)間響應(yīng),使用方便,價(jià)格便宜。
缺點(diǎn):電刷換向,速度限制,附加阻力,產(chǎn)生磨損微粒(無塵易爆環(huán)境不宜)。
(2)交流伺服電機(jī)
優(yōu)點(diǎn):速度控制特性良好,在整個(gè)速度區(qū)可實(shí)現(xiàn)平滑控制,幾乎無振蕩,90%以上的高效率,發(fā)熱少,高速控制,高精確度位置控制(取決于編碼器精度),運(yùn)行 穩(wěn)定、可控性好、響應(yīng)快速、靈敏度高以及機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性的非線性度指標(biāo)嚴(yán)格等特點(diǎn)。額定運(yùn)行區(qū)域內(nèi),可實(shí)現(xiàn)恒力矩,慣量低,低噪音,無電刷磨損,免維護(hù)。
缺點(diǎn):控制較復(fù)雜,驅(qū)動(dòng)器參數(shù)需要現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整PID參數(shù)確定,需要更多的連線。
五、應(yīng)用不同:
一些對(duì)位置,控制精度,速度和力矩有比較高要求的都是需要用到交流伺服電機(jī)的。例如印刷設(shè)備,激光加工,機(jī)器人,機(jī)床設(shè)備,機(jī)械手,自動(dòng)化生產(chǎn)線等等。而直流伺服電機(jī)憑借其結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便、運(yùn)行效率高、無勵(lì)磁損耗以及調(diào)速性能好的特點(diǎn),在各個(gè)領(lǐng)域,如醫(yī)療器械、儀表儀器、化工、機(jī)器人等行業(yè)的應(yīng)用日益普及。