Perkataan servo berasal daripada perkataan Yunani untuk hamba. "Motor servo" boleh difahami sebagai motor yang benar-benar mematuhi arahan isyarat kawalan: sebelum isyarat kawalan dihantar, pemutar adalah pegun; Apabila isyarat kawalan dihantar, pemutar berputar serta-merta; Apabila isyarat kawalan hilang, pemutar boleh berhenti serta-merta.
Motor servo ialah motor mikro yang digunakan sebagai penggerak dalam peranti kawalan automatik, yang berfungsi untuk menukar isyarat elektrik kepada anjakan sudut atau halaju sudut aci berputar. Motor servo, juga dikenali sebagai motor eksekutif, digunakan sebagai elemen eksekutif dalam sistem kawalan automatik untuk menukar isyarat elektrik yang diterima ke dalam anjakan sudut atau keluaran halaju sudut pada aci motor.
Klasifikasi motor servo
Motor servo dibahagikan kepada servo AC dan servo DC dua kategori.
Struktur asas motor servo AC adalah serupa dengan motor aruhan AC (motor tak segerak). Dua belitan Wf yang menarik dan belitan kawalan WcoWf dengan anjakan ruang fasa 90 darjah pada stator disambungkan dengan voltan AC malar. Tujuan mengawal operasi motor dicapai dengan menggunakan perubahan voltan AC atau fasa yang digunakan pada Wc. Motor servo ac mempunyai ciri-ciri operasi yang stabil, kebolehkawalan yang baik, tindak balas pantas, kepekaan yang tinggi, dan indeks tak linear yang ketat bagi ciri-ciri mekanikal dan ciri-ciri pelarasan (masing-masing kurang daripada 10 peratus ~ 15 peratus dan kurang daripada 15 peratus ~ 25 peratus).
Kebaikan dan keburukan motor servo DC
Kelebihan: kawalan kelajuan yang tepat, ciri kelajuan tork adalah sangat keras, prinsip kawalan mudah, mudah digunakan, harga murah.
Kelemahan: pembalikan berus, had laju, rintangan tambahan, zarah haus (tidak sesuai untuk persekitaran letupan bebas habuk).
Struktur asas motor servo DC adalah serupa dengan motor DC am. Kelajuan motor n=E/K1j=(Ua-iara)/K1j, di mana E ialah daya gerak elektrik belakang angker, K ialah malar, j ialah fluks magnet setiap kutub, Ua dan Ia ialah voltan angker dan arus angker, Ra adalah rintangan angker, menukar Ua atau menukar φ, boleh mengawal kelajuan motor servo DC, tetapi secara amnya menggunakan kaedah mengawal voltan angker. Dalam servomotor DC magnet kekal, belitan medan digantikan dengan magnet kekal, dan fluks magnet φ adalah malar. Motor servo dc mempunyai ciri-ciri peraturan linear yang baik dan tindak balas masa yang cepat.
Kelebihan dan kekurangan motor servo AC
Kelebihan: Ciri-ciri kawalan kelajuan yang baik, kawalan lancar boleh dicapai dalam zon kelajuan keseluruhan, hampir tiada ayunan, lebih daripada 90 peratus kecekapan tinggi, kurang haba, kawalan kelajuan tinggi, kawalan kedudukan ketepatan tinggi (bergantung pada ketepatan pengekod), operasi yang dinilai kawasan, boleh mencapai tork malar, inersia rendah, hingar rendah, tiada berus haus, bebas penyelenggaraan (sesuai untuk persekitaran bebas habuk, letupan).
Kelemahan: Kawalan adalah lebih kompleks, dan parameter pemacu perlu diselaraskan di tapak untuk menentukan parameter PID, yang memerlukan lebih banyak pendawaian.
Motor servo dc dibahagikan kepada motor tanpa berus dan tanpa berus.
Motor berus mempunyai kelebihan kos rendah, struktur mudah, tork permulaan yang besar, julat pengawalseliaan kelajuan yang luas, kawalan mudah, keperluan untuk penyelenggaraan, tetapi penyelenggaraan yang mudah (berus karbon), gangguan elektromagnet, keperluan untuk penggunaan alam sekitar, biasanya digunakan untuk majlis perindustrian dan awam yang sensitif kos.
Motor tanpa berus isipadu kecil, ringan, tindak balas keluaran besar, kelajuan tinggi, inersia kecil, putaran stabil tork lancar, kawalan kompleks, pintar, mod pertukaran elektronik fleksibel, pertukaran gelombang persegi atau gelombang sinus, bebas penyelenggaraan motor, kecekapan tinggi dan penjimatan tenaga, sinaran elektromagnet, kenaikan suhu rendah sepanjang hayat, sesuai untuk semua jenis persekitaran.
Motor servo ac juga motor tanpa berus, dibahagikan kepada motor segerak dan tak segerak, motor segerak biasanya digunakan dalam kawalan gerakan pada masa ini, julat kuasanya besar, kuasa boleh menjadi sangat besar, inersia besar, kelajuan tertinggi adalah rendah, kelajuan berkurangan sama rata dengan peningkatan kuasa, sesuai untuk kelajuan rendah dan operasi lancar
Rotor di dalam motor servo ialah magnet kekal, dan pemandu mengawal elektrik tiga fasa U/V/W untuk membentuk medan elektromagnet. Rotor berputar di bawah tindakan medan magnet ini. Pada masa yang sama, pengekod motor menghantar isyarat maklum balas kepada pemandu, dan membandingkan nilai maklum balas dengan nilai sasaran, untuk melaraskan Sudut putaran pemutar.
Q
Apakah perbezaan prestasi antara motor servo AC dan motor servo DC tanpa berus?
A
Prestasi motor servo ac adalah lebih baik, kerana servo AC adalah kawalan sinusoidal, riak tork adalah kecil; Dan servo DC tanpa berus ialah kawalan gelombang trapezoid. Tetapi kawalan servo DC tanpa berus adalah lebih mudah dan lebih murah.
Perkembangan pesat teknologi pemacu servo AC magnet kekal menjadikan sistem servo DC menghadapi krisis untuk dihapuskan [/p][p= 30,2, kiri] Sejak 1980-an, dengan pembangunan litar bersepadu, elektronik kuasa teknologi dan teknologi pemacu kelajuan berubah-ubah AC, teknologi pemacu servo AC magnet kekal telah membuat pembangunan yang cemerlang. Pengeluar elektrik terkenal telah memperkenalkan motor servo AC dan produk siri pemacu servo baharu. Sistem servo ac telah menjadi arah pembangunan utama sistem servo prestasi tinggi kontemporari, yang menjadikan sistem servo DC menghadapi krisis untuk dihapuskan.
Berbanding dengan motor servo DC, motor servo AC magnet kekal mempunyai kelebihan berikut:
(1) Tiada berus dan komutator, operasi yang lebih dipercayai, bebas penyelenggaraan.
(2) Pemanasan belitan stator dikurangkan dengan banyaknya.
(3) Inersia adalah kecil dan sistem mempunyai tindak balas pantas yang baik.
(4) Kelajuan tinggi dan keadaan kerja tork besar adalah baik.
(5) Isipadu kecil dan ringan di bawah kuasa yang sama.
Prinsip motor servo
Struktur pemegun motor servo AC pada asasnya serupa dengan motor tak segerak fasa pecahan kapasitor. Pemegun dilengkapi dengan dua belitan dengan perbezaan kedudukan 90 darjah , satu ialah penggulungan pengujaan Rf, yang sentiasa disambungkan kepada voltan AC Uf; Yang lain ialah belitan kawalan L, disambungkan kepada voltan isyarat kawalan Uc. Jadi motor servo AC juga dipanggil dua motor servo.
Rotor motor servo AC biasanya diperbuat daripada jenis sangkar tupai, tetapi untuk menjadikan motor servo mempunyai julat kelajuan yang luas, ciri mekanikal linear, tiada fenomena "putaran" dan prestasi tindak balas yang cepat, berbanding dengan motor biasa, ia sepatutnya mempunyai rintangan pemutar besar dan momen inersia kecil kedua-dua ciri ini. Pada masa ini, terdapat dua jenis struktur rotor yang digunakan secara meluas: satu ialah rotor sangkar tupai dengan bar panduan kerintangan tinggi yang diperbuat daripada bahan konduktif dengan kerintangan tinggi. Untuk mengurangkan momen inersia pemutar, pemutar dibuat langsing; Yang satu lagi diperbuat daripada pemutar cawan berongga aloi aluminium, dinding cawan hanya 0.2-0.3mm, pemutar cawan berongga mempunyai momen inersia yang kecil, tindak balas pantas dan operasi yang lancar, jadi ia meluas secara meluas. digunakan.
Apabila motor servo AC tidak mempunyai voltan kawalan, pemegun hanya mempunyai medan magnet berdenyut yang dihasilkan oleh penggulungan pengujaan, dan pemutar adalah pegun. Apabila terdapat voltan kawalan, stator akan menjana medan magnet berputar, rotor sepanjang arah putaran medan magnet berputar, dalam kes beban malar, kelajuan motor dengan saiz voltan kawalan berubah, apabila fasa daripada voltan kawalan adalah bertentangan, motor servo akan terbalik.
Walaupun prinsip kerja motor servo AC adalah serupa dengan kapasitor yang menjalankan motor tak segerak fasa tunggal, rintangan pemutar bekas adalah lebih besar daripada yang kedua. Oleh itu, berbanding dengan kapasitor yang menjalankan motor tak segerak, motor servo mempunyai dua ciri penting:
1. Tork permulaan yang besar: kerana rintangan pemutar adalah besar, ciri-ciri tork (ciri-ciri mekanikal) lebih hampir kepada linear, dan ia mempunyai tork permulaan yang besar. Oleh itu, apabila stator mempunyai voltan kawalan, pemutar berputar serta-merta, iaitu, ia mempunyai ciri-ciri permulaan yang cepat dan kepekaan yang tinggi.
2. Julat operasi yang luas: operasi lancar, bunyi yang rendah. [/p][p=30, 2, kiri]3, tiada fenomena putaran: motor servo sedang beroperasi, selagi voltan kawalan hilang, motor akan berhenti berjalan serta-merta.
Motor khas mikro pemacu ketepatan
"Motor khas mikro pemacu ketepatan" boleh dengan cepat dan betul melaksanakan arahan yang sering berubah dalam sistem, memacu mekanisme servo untuk menyelesaikan kerja arahan yang diharapkan, yang kebanyakannya dapat memenuhi keperluan berikut:
1. Boleh mulakan, berhenti, brek, operasi kelajuan terbalik dan rendah dengan kerap, dan kekuatan mekanikal yang tinggi, gred rintangan haba yang tinggi, gred penebat yang tinggi.
2. Keupayaan tindak balas pantas yang baik, tork besar, momen inersia kecil, pemalar masa kecil.
3. Dengan pemacu dan pengawal (seperti motor servo, motor stepper), prestasi kawalan yang baik.
4. Kebolehpercayaan dan ketepatan yang tinggi.
Kategori motor mikro pemacu ketepatan dan struktur serta prestasinya dibandingkan seperti berikut:
Motor servo ac
(1) Motor servo AC dua fasa jenis sangkar (rotor sangkar langsing, lebih kurang ciri mekanikal linear, isipadu kecil dan arus pengujaan, servo kuasa rendah, operasi kelajuan rendah tidak lancar).
(2) Motor servo AC dua fasa pemutar cawan bukan magnet (pemutar cawan berongga, lebih kurang ciri mekanikal linear, volum besar dan arus pengujaan, servo kuasa rendah, berjalan lancar pada kelajuan rendah).
(3) Motor servo AC dua fasa pemutar cawan feromagnetik (pemutar cawan feromagnetik dengan ciri mekanikal yang lebih kurang linear, momen inersia pemutar besar, kesan alur gigi kecil dan operasi yang stabil).
(4) motor servo AC magnet kekal segerak (terdiri daripada motor segerak magnet kekal, mesin pengukur halaju dan elemen pengesanan kedudukan unit sepaksi, pemegun adalah 3 fasa atau 2 fasa, rotor bahan magnet, mesti dilengkapi dengan pemandu; Julat kelajuan lebar, ciri mekanikal mengikut zon tork malar dan zon kuasa malar, palam berterusan, prestasi sepadan pantas adalah baik, kuasa keluaran besar, turun naik tork kecil; pemacu gelombang persegi dan pemacu gelombang sinus dua hala, prestasi kawalan yang baik, untuk produk penyepaduan elektromekanikal).
(5) motor servo AC tiga fasa asynchronous (motor asynchronous rotor dan sangkar yang serupa, mesti dilengkapi dengan pemandu, kawalan vektor, mengembangkan julat kawalan kelajuan kuasa malar, kebanyakannya digunakan untuk sistem kawalan kelajuan gelendong alat mesin).
Motor servo dc
(1) Motor servo DC penggulungan bercetak (pemutar berbentuk cakera, pemegun berbentuk cakera keluli magnet silinder terikat paksi, momen inersia pemutar kecil, tiada kesan slot, tiada kesan tepu, tork keluaran yang besar).
(2) motor servo DC yang dilukai wayar (pemutar dan pemegun berbentuk cakera diikat secara paksi dengan keluli magnet silinder, momen inersia pemutar adalah kecil, prestasi kawalan lebih baik daripada motor servo DC yang lain, kecekapan tinggi, tork keluaran yang besar).
(3) Motor DC magnet kekal angker jenis cawan (pemutar cawan berongga, inersia pemutar kecil, sesuai untuk sistem servo gerakan tambahan).
(4) motor servo DC tanpa berus (pemegun adalah penggulungan polifasa, pemutar adalah magnet kekal, penderia kedudukan pemutar, tiada gangguan percikan, jangka hayat, bunyi yang rendah).
Motor kilas
(1) Motor tork DC (struktur rata, bilangan tiang, bilangan slot, bilangan plat undur, bilangan konduktor siri; Tork keluaran besar, operasi berterusan pada kelajuan rendah atau putaran terhalang, ciri mekanikal dan pengawalseliaan yang baik, masa elektromekanikal yang kecil tetap).
(2) motor tork DC tanpa berus (sama dengan struktur motor servo DC tanpa berus, tetapi rata, bilangan tiang dan slot bilangan konduktor siri; Tork keluaran yang besar, ciri mekanikal dan penyesuaian yang baik, jangka hayat, tiada percikan api, bunyi yang rendah).
(3) Motor tork AC jenis sangkar (rotor jenis sangkar, struktur rata, lebih banyak slot tiang, tork permulaan yang besar, pemalar masa elektromekanikal yang kecil, boleh berjalan untuk masa yang lama, ciri mekanikal yang lembut).
(4) Motor tork AC pemutar pepejal (rotor pepejal bahan feromagnetik, struktur rata, bilangan tiang dan slot, boleh disekat untuk masa yang lama, operasi lancar, ciri mekanikal lembut).
Motor stepper
(1) Motor stepper tindak balas (pemutar pemegun diperbuat daripada kepingan keluli silikon, teras pemutar tidak mempunyai penggulungan, pemegun mempunyai penggulungan kawalan; Sudut langkah kecil, frekuensi permulaan dan larian yang tinggi, ketepatan sudut langkah rendah, tiada tork penguncian sendiri).
(2) motor stepper magnet kekal (rotor magnet kekal, kekutuban magnetisasi jejari; Sudut langkah besar, frekuensi permulaan dan larian rendah, tork dikekalkan, penggunaan kuasa lebih kecil daripada formula tindak balas, tetapi positif dan negatif arus nadi mesti disediakan.
(3) motor stepper hibrid (pemutar magnet kekal, kekutuban magnetisasi paksi; Sudut langkah berketepatan tinggi, mengekalkan tork, arus input kecil, kedua-dua jenis tindak balas dan kelebihan jenis magnet kekal).
Motor keengganan beralih (rotor tetap diperbuat daripada kepingan keluli silikon, jenis tiang cembung, dan nombor tiang yang dekat dengan tindak balas jarak langkah struktur motor stepper adalah serupa, dengan sensor kedudukan rotor, arah tork adalah bebas daripada arah semasa, julat kelajuan adalah kecil, bunyi yang kuat, ciri mekanikal mengikut kawasan tork malar, kawasan kuasa malar, rantau ciri siri tiga bahagian).
Motor linear (struktur ringkas, rel panduan boleh digunakan sebagai konduktor sekunder, sesuai untuk gerakan salingan linear; Prestasi servo berkelajuan tinggi, faktor kuasa tinggi dan kecekapan, prestasi kelajuan malar adalah sangat baik).