Basiskennis servomotor

Basiskennis servomotor

Het woord ‘servo’ komt van het Griekse woord ‘slaaf’. “Servomotor” kan worden opgevat als een motor die absoluut gehoorzaamt aan de opdracht van het stuursignaal: voordat het stuursignaal wordt verzonden, staat de rotor stil; wanneer het stuursignaal wordt verzonden, draait de rotor onmiddellijk; wanneer het stuursignaal verdwijnt, kan de rotor onmiddellijk stoppen.

De servomotor is een micromotor die wordt gebruikt als actuator in een automatisch besturingsapparaat. Zijn functie is het omzetten van een elektrisch signaal in een hoekverplaatsing of hoeksnelheid van een roterende as.

Servomotoren zijn onderverdeeld in twee categorieën: AC-servo en DC-servo

De basisstructuur van een AC-servomotor is vergelijkbaar met die van een AC-inductiemotor (asynchrone motor). Er zijn twee excitatiewikkelingen Wf en stuurwikkelingen WcoWf met een faseruimteverplaatsing van 90° elektrische hoek op de stator, verbonden met een constante wisselspanning, en die de wisselspanning of faseverandering gebruiken die op Wc wordt toegepast om het doel van het regelen van de werking te bereiken van de motor. AC-servomotor heeft de kenmerken van stabiele werking, goede bestuurbaarheid, snelle respons, hoge gevoeligheid en strikte niet-lineariteitsindicatoren van mechanische kenmerken en aanpassingskarakteristieken (vereist minder dan 10% tot 15% en minder dan 15% tot 25% respectievelijk).

De basisstructuur van een DC-servomotor is vergelijkbaar met die van een algemene DC-motor. Motorsnelheid n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j, waarbij E de tegenelektromotorische kracht van het anker is, K een constante is, j de magnetische flux per pool is, Ua, Ia de ankerspanning en ankerstroom zijn, Ra is De ankerweerstand, het veranderen van Ua of het veranderen van φ kan de snelheid van de DC-servomotor regelen, maar over het algemeen wordt de methode voor het regelen van de ankerspanning gebruikt. In de DC-servomotor met permanente magneet wordt de bekrachtigingswikkeling vervangen door een permanente magneet en is de magnetische flux φ constant. . DC-servomotor heeft goede lineaire regelkarakteristieken en een snelle tijdrespons.

Voor- en nadelen van DC-servomotoren

Voordelen: Nauwkeurige snelheidsregeling, harde koppel- en snelheidskarakteristieken, eenvoudig bedieningsprincipe, gemakkelijk te gebruiken en goedkope prijs.

Nadelen: borstelcommutatie, snelheidsbeperking, extra weerstand en slijtagedeeltjes (niet geschikt voor stofvrije en explosieve omgevingen)

Voor- en nadelen van AC-servomotor

Voordelen: goede snelheidsregelingseigenschappen, soepele regeling in het gehele snelheidsbereik, vrijwel geen oscillatie, hoog rendement boven 90%, minder warmteontwikkeling, hogesnelheidsregeling, uiterst nauwkeurige positieregeling (afhankelijk van de nauwkeurigheid van de encoder), nominaal werkgebied Binnenin kan een constant koppel, lage traagheid, laag geluidsniveau, geen borstelslijtage, onderhoudsvrij worden bereikt (geschikt voor stofvrije, explosieve omgevingen)

Nadelen: De besturing is ingewikkelder, de aandrijfparameters moeten ter plaatse worden aangepast om de PID-parameters te bepalen en er zijn meer aansluitingen nodig.

DC-servomotoren zijn onderverdeeld in borstelmotoren en borstelloze motoren

Geborstelde motoren zijn goedkoop, eenvoudig van structuur, groot in startkoppel, breed in snelheidsregelbereik, gemakkelijk te bedienen, hebben onderhoud nodig, maar gemakkelijk te onderhouden (koolborstel vervangen), genereren elektromagnetische interferentie, stellen eisen aan de gebruiksomgeving, en worden meestal gebruikt voor kostengevoelige gewone industriële en civiele gelegenheden.

Borstelloze motoren zijn klein van formaat en licht van gewicht, hoog in vermogen en snelle respons, hoog in snelheid en klein inertie, stabiel in koppel en soepel in rotatie, complex in besturing, intelligent, flexibel in elektronische commutatiemodus, kunnen worden gecommuteerd in blokgolf of sinusgolf, onderhoudsvrije motor, hoog rendement en energiebesparing, kleine elektromagnetische straling, lage temperatuurstijging en lange levensduur, geschikt voor verschillende omgevingen.

AC-servomotoren zijn ook borstelloze motoren, die zijn onderverdeeld in synchrone en asynchrone motoren. Momenteel worden synchrone motoren over het algemeen gebruikt in motion control. Het vermogensbereik is groot, het vermogen kan groot zijn, de traagheid is groot, de maximale snelheid is laag en de snelheid neemt toe met de toename van het vermogen. Uniforme afdaling, geschikt voor lage snelheden en soepele loopgelegenheden.

De rotor in de servomotor is een permanente magneet. De bestuurder bestuurt U/V/W driefasige elektriciteit om een ​​elektromagnetisch veld te vormen. De rotor roteert onder invloed van dit magnetische veld. Tegelijkertijd zendt de encoder die bij de motor wordt geleverd het feedbacksignaal naar de bestuurder. Waarden worden vergeleken om de hoek van de rotorrotatie aan te passen. De nauwkeurigheid van de servomotor is afhankelijk van de nauwkeurigheid van de encoder (aantal lijnen).

Wat is een servomotor? Hoeveel soorten zijn er? Wat zijn de werkeigenschappen?

Antwoord: De servomotor, ook wel de uitvoerende motor genoemd, wordt gebruikt als actuator in het automatische besturingssysteem om het ontvangen elektrische signaal om te zetten in een hoekverplaatsing of hoeksnelheid op de motoras.

Servomotoren zijn onderverdeeld in twee categorieën: DC- en AC-servomotoren. Hun belangrijkste kenmerken zijn dat er geen zelfrotatie is wanneer de signaalspanning nul is, en de snelheid met een uniforme snelheid afneemt met de toename van het koppel.

Wat is het prestatieverschil tussen een AC-servomotor en een borstelloze DC-servomotor?

Antwoord: De prestaties van de AC-servomotor zijn beter, omdat de AC-servo wordt bestuurd door een sinusgolf en de koppelrimpel klein is; terwijl de borstelloze DC-servo wordt bestuurd door een trapeziumvormige golf. Maar borstelloze DC-servobesturing is relatief eenvoudig en goedkoop.

De snelle ontwikkeling van de AC-servoaandrijftechnologie met permanente magneet heeft ervoor gezorgd dat het DC-servosysteem met de crisis te maken krijgt dat het wordt geëlimineerd. Met de ontwikkeling van technologie heeft de AC-servoaandrijftechnologie met permanente magneet een uitstekende ontwikkeling bereikt, en beroemde elektrische fabrikanten in verschillende landen hebben voortdurend nieuwe series AC-servomotoren en servoaandrijvingen gelanceerd. Het AC-servosysteem is de belangrijkste ontwikkelingsrichting geworden van het hedendaagse krachtige servosysteem, waardoor het DC-servosysteem met de crisis wordt geconfronteerd om te worden geëlimineerd.

Vergeleken met DC-servomotoren hebben AC-servomotoren met permanente magneet de volgende belangrijkste voordelen:

⑴Zonder borstel en commutator is de werking betrouwbaarder en onderhoudsvrij.

(2) De verwarming van de statorwikkeling wordt aanzienlijk verminderd.

⑶ De traagheid is klein en het systeem reageert goed.

⑷ De werkomstandigheden met hoge snelheid en hoog koppel zijn goed.

⑸Klein formaat en lichtgewicht onder hetzelfde vermogen.

Servomotorprincipe

De structuur van de stator van de AC-servomotor is in principe vergelijkbaar met die van de condensator-split-phase enkelfasige asynchrone motor. De stator is uitgerust met twee wikkelingen met een onderling verschil van 90°, één is de bekrachtigingswikkeling Rf, die altijd verbonden is met de wisselspanning Uf; de andere is de stuurwikkeling L, die is verbonden met de stuursignaalspanning Uc. De AC-servomotor wordt dus ook twee servomotoren genoemd.

De rotor van de AC-servomotor wordt meestal in een eekhoornkooi gemaakt, maar om ervoor te zorgen dat de servomotor een breed snelheidsbereik, lineaire mechanische eigenschappen, geen "autorotatie" -verschijnsel en snelle responsprestaties heeft, vergeleken met gewone motoren, zou deze moeten zijn hebben De rotorweerstand is groot en het traagheidsmoment is klein. Momenteel zijn er twee soorten rotorconstructies die op grote schaal worden gebruikt: de ene is de eekhoornkooirotor met geleidestangen met hoge weerstand, gemaakt van geleidende materialen met hoge weerstand. Om het traagheidsmoment van de rotor te verminderen, is de rotor slank uitgevoerd; de andere is een holle komvormige rotor gemaakt van een aluminiumlegering, de bekerwand is slechts 0,2 - 0,3 mm, het traagheidsmoment van de holle komvormige rotor is klein, de respons is snel en de werking is stabiel, dus het wordt veel gebruikt.

Wanneer de AC-servomotor geen stuurspanning heeft, wordt er alleen het pulserende magnetische veld gegenereerd door de bekrachtigingswikkeling in de stator en staat de rotor stil. Wanneer er een stuurspanning aanwezig is, wordt er een roterend magnetisch veld gegenereerd in de stator en draait de rotor in de richting van het roterende magnetische veld. Wanneer de belasting constant is, verandert de snelheid van de motor met de grootte van de stuurspanning. Wanneer de fase van de stuurspanning tegengesteld is, zal de servomotor worden omgekeerd.

Hoewel het werkingsprincipe van de AC-servomotor vergelijkbaar is met dat van de condensatorgestuurde eenfasige asynchrone motor, is de rotorweerstand van de eerstgenoemde veel groter dan die van de laatstgenoemde. Daarom heeft de servomotor, vergeleken met de door een condensator aangedreven asynchrone motor, drie opvallende kenmerken:

1. Groot startkoppel: vanwege de grote rotorweerstand is de koppelkarakteristiek (mechanische karakteristiek) dichter bij lineair en heeft deze een groter startkoppel. Daarom, wanneer de stator een stuurspanning heeft, roteert de rotor onmiddellijk, wat de kenmerken heeft van snel starten en hoge gevoeligheid.

2. Breed werkingsbereik: stabiele werking en laag geluidsniveau. [/p][p=30, 2, links] 3. Geen zelfrotatieverschijnsel: Als de servomotor in bedrijf de stuurspanning verliest, stopt de motor onmiddellijk met draaien.

Wat is een micromotor met precisietransmissie?

"Micromotor met precisietransmissie" kan snel en correct vaak veranderende instructies in het systeem uitvoeren en het servomechanisme aandrijven om het werk te voltooien dat door de instructie wordt verwacht, en de meeste van hen kunnen aan de volgende vereisten voldoen:

1. Het kan vaak starten, stoppen, remmen, achteruit rijden en op lage snelheid draaien, en heeft een hoge mechanische sterkte, een hoog hittebestendigheidsniveau en een hoog isolatieniveau.

2. Goed snel reactievermogen, groot koppel, klein traagheidsmoment en kleine tijdconstante.

3. Met driver en controller (zoals servomotor, stappenmotor) zijn de besturingsprestaties goed.

4. Hoge betrouwbaarheid en hoge precisie.

De categorie, structuur en prestaties van "micromotor met precisietransmissie"

AC-servomotor

(1) Tweefasige AC-servomotor van het kooitype (slanke rotor van het kooitype, ongeveer lineaire mechanische kenmerken, klein volume en bekrachtigingsstroom, servo met laag vermogen, werking bij lage snelheid is niet soepel genoeg)

(2) Niet-magnetische bekerrotor tweefasige AC-servomotor (kernloze rotor, bijna lineaire mechanische eigenschappen, groot volume en bekrachtigingsstroom, kleine vermogensservo, soepele werking bij lage snelheid)

(3) Tweefasige AC-servomotor met ferromagnetische koprotor (koprotor gemaakt van ferromagnetisch materiaal, bijna lineaire mechanische eigenschappen, groot traagheidsmoment van de rotor, klein tandwieleffect, stabiele werking)

(4) Synchrone AC-servomotor met permanente magneet (een coaxiale geïntegreerde eenheid bestaande uit een synchrone motor met permanente magneet, een toerenteller en een positiedetectie-element, de stator is driefasig of tweefasig en de rotor van magnetisch materiaal moet zijn uitgerust met een aandrijving; het snelheidsbereik is breed en de mechanische kenmerken zijn samengesteld uit een constant koppelgebied en een constant vermogengebied, dat continu kan worden vergrendeld, met goede snelle responsprestaties, groot uitgangsvermogen en kleine koppelfluctuaties, er zijn twee modi; blokgolfaandrijving en sinus golfaandrijving, goede regelprestaties en een elektromechanische integratie van chemische producten)

(5) Asynchrone driefasige AC-servomotor (de rotor is vergelijkbaar met de asynchrone motor van het kooitype en moet zijn uitgerust met een driver. Hij neemt vectorbesturing over en breidt het bereik van constante vermogenssnelheidsregeling uit. Het wordt meestal gebruikt in snelheidsregelsystemen voor werktuigmachines)

DC-servomotor

(1) DC-servomotor met gedrukte wikkeling (schijfrotor en schijfstator zijn axiaal verbonden met cilindrisch magnetisch staal, het traagheidsmoment van de rotor is klein, er is geen cogging-effect, geen verzadigingseffect en het uitgangskoppel is groot)

(2) DC-servomotor van het draadgewonden schijftype (schijfrotor en stator zijn axiaal verbonden met cilindrisch magnetisch staal, het traagheidsmoment van de rotor is klein, de regelprestaties zijn beter dan die van andere DC-servomotoren, de efficiëntie is hoog en de uitgangskoppel is groot)

(3) Bekervormige gelijkstroommotor met permanente magneet (kernloze rotor, klein traagheidsmoment van de rotor, geschikt voor incrementeel bewegingsservosysteem)

(4) Borstelloze DC-servomotor (de stator is meerfasig gewikkeld, de rotor is een permanente magneet, met rotorpositiesensor, geen vonkinterferentie, lange levensduur, laag geluidsniveau)

koppel motor

(1) DC-koppelmotor (platte structuur, aantal polen, aantal sleuven, aantal commutatiestukken, aantal seriegeleiders; groot uitgangskoppel, continu werken bij lage snelheid of vastgelopen, goede mechanische en aanpassingseigenschappen, kleine elektromechanische tijdconstante )

(2) Borstelloze DC-koppelmotor (qua structuur vergelijkbaar met borstelloze DC-servomotor, maar plat, met veel polen, sleuven en seriegeleiders; groot uitgangskoppel, goede mechanische en afstelkarakteristieken, lange levensduur, geen vonken, geen geluid Laag)

(3) AC-koppelmotor van het kooitype (rotor van het kooitype, platte structuur, groot aantal polen en sleuven, groot startkoppel, kleine elektromechanische tijdconstante, langdurige werking van de rotor en zachte mechanische eigenschappen)

(4) AC-koppelmotor met vaste rotor (massieve rotor gemaakt van ferromagnetisch materiaal, platte structuur, groot aantal polen en sleuven, langdurig vergrendelde rotor, soepele werking, zachte mechanische eigenschappen)

stappenmotor

(1) Reactieve stappenmotor (de stator en rotor zijn gemaakt van siliciumstaalplaten, er is geen wikkeling op de rotorkern en er is een stuurwikkeling op de stator; de staphoek is klein, de start- en bedrijfsfrequentie is hoog (de nauwkeurigheid van de staphoek is laag en er is geen zelfremmend koppel)

(2) Stappenmotor met permanente magneet (permanente magneetrotor, radiale magnetisatiepolariteit; grote staphoek, lage start- en bedrijfsfrequentie, houdkoppel en kleiner stroomverbruik dan reactief type, maar positieve en negatieve pulsen zijn vereiste stroom)

(3) Hybride stappenmotor (permanente magneetrotor, axiale magnetisatiepolariteit; hoge staphoeknauwkeurigheid, houdkoppel, kleine ingangsstroom, zowel reactieve als permanente magneet