伺服系統(servo mechanism)是使物體的位置、方位、狀態等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(或給定值)的任意變化的自動控制系統。伺服主要靠脈沖來定位,基本上可以這樣理解,伺服電機接收到1個脈沖,就會旋轉1個脈沖對應的角度,從而實現位移,因為,伺服電機本身具備發出脈沖的功能,所以伺服電機每旋轉一個角度,都會發出對應數量的脈沖,這樣,和伺服電機接受的脈沖形成了呼應,或者叫閉環,如此一來,系統就會知道發了多少脈沖給伺服電機,同時又收了多少脈沖回來,這樣,就能夠很精確的控制電機的轉動,從而實現精確的定位,可以達到0.001mm。
伺服電機的分類
直流伺服電機分為有刷和無刷電機。
1.有刷電機成本低,結構簡單,啟動轉矩大,調速范圍寬,控制容易,需要維護,但維護不方便(換碳刷),產生電磁干擾,對環境有要求。因此它可以用于對成本敏感的普通工業和民用場合。
2.無刷電機體積小,重量輕,出力大,響應快,速度高,慣量小,轉動平滑,力矩穩定。控制復雜,容易實現智能化,其電子換相方式靈活,可以方波換相或正弦波換相。電機免維護,效率很高,運行溫度低,電磁輻射很小,長壽命,可用于各種環境。
交流伺服電機也是無刷電機,分為同步和異步電機,目前運動控制中一般都用同步電機,它的功率范圍大,可以做到很大的功率。大慣量,轉動速度低,且隨著功率增大而快速降低。因而適合做低速平穩運行的應用。
伺服電機和其他電機(如步進電機)相比優點:
1、精度:實現了位置,速度和力矩的閉環控制;克服了步進電機失步的問題;
2、轉速:高速性能好,一般額定轉速能達到2000~3000轉;
3、適應性:抗過載能力強,能承受三倍于額定轉矩的負載,對有瞬間負載波動和要求快速起動的場合特別適用;
4、穩定:低速運行平穩,低速運行時不會產生類似于步進電機的步進運行現象。適用于有高速響應要求的場合;
5、及時性:電機加減速的動態相應時間短,一般在幾十毫秒之內;
6、舒適性:發熱和噪音明顯降低。
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