交流伺服电机的原理及应用

2024-03-29 应用案例

  交流伺服电动机的结构主要可分为两部分,即定子部分和转子部分。其中定子的结构与旋转变压器的定子基本相同,在定子铁心中也安放着空间互成

  Uf,控制绕组两端施加控制电压Uk。当定子绕组加上电压后,伺服电动机很快就会转动起来。 通入励磁绕组及控制绕组的电流在电机内产生一个旋转磁场,旋转磁场的转向决定了电机的转向,当任意一个绕组上所加的电压反相时,旋转磁场的方向就发生改变,电机的方向也发生改变。 为了在电机内形成一个圆形旋转磁场,要求激磁电压Uj和控制电压UK之间应有90度的相位差,常用的方法有:1

  长期以来,在要求调速性能较高的场合,一直占据主导地位的是应用直流电动机的调速系统。但直流电动机都存在一些固有的缺点,如电刷和换向器易磨损,需经常维护。换向器换向时会产生火花,使电动机的最高速度受到限制,也使应用环境受到限制,而且直流电动机结构较为复杂,制造困难,所用钢铁材料消耗大,制造成本高。而交流电动机,特别是鼠笼式感应电动机没有上述缺点,且转子惯量较直流电机小,使得动态响应更好。在同样体积下,交流电动机输出功率可比直流电动机提高

  10﹪~70﹪,此外,交流电动机的容量可比直流电动机造得大,达到更高的电压和转速。现代数控机床都倾向采用交流伺服驱动,交流伺服驱动已有取代直流伺服驱动之势。

  异步型交流伺服电动机指的是交流感应电动机。它有三相和单相之分,也有鼠笼式和线绕式,通常多用鼠笼式三相感应电动机。其结构相对比较简单,与同容量的直流电动机相比,质量轻1/2,价格仅为直流电动机的1/3

  2.同步型交流伺服电动机同步型交流伺服电动机虽较感应电动机复杂,但比直流电动机简单。它的定子与感应电动机一样,都在定子上装有对称三相绕组。而转子却不同,按不同的转子结构又分电磁式及非电磁式两大类。非电磁式又分为磁滞式、永磁式和反应式多种。其中磁滞式和反应式同步电动机存在效率低、功率因数较差、制造容量不大等缺点。数字控制机床中多用永磁式同步电动机。与电磁式相比,永磁式优点是结构相对比较简单、运行可靠、效率较高;缺点是体积大、启动特性欠佳。但永磁式同步电动机采用高剩磁感应,高矫顽力的稀土类磁铁后,可比直流电动外观尺寸约小1/2

  60﹪,转子惯量减到直流电动机的1/5。它与异步电动机相比,由于采用了永磁铁励磁,消除了励磁损耗及有关的杂散损耗,所以效率高。又因为没有电磁式同步电动机所需的集电环和电刷等,其机械可靠性与感应(异步)电动机相同,而功率因数却大大高于异步电动机,从而使永磁同步电动机的体积比异步电动机小些。这是因为在低速时,感应(异步)电动机由于功率因数低,输出同样的有功功率时,它的视在功率却要大得多,而电动机主要尺寸是据视在功率而定的。

  ),而交流伺服电机的精度取决于电机编码器的精度。以伺服电机为例,其编码器为l6位,驱动器每接收2 =65 536个脉冲,电机转一圈,其脉冲当量为360‘/65 536=0,0055;并实现了位置的闭环控制.从根本上克服了步进电机的失步问题。2矩频特性好步进电机的输出力矩随转速的升高而下降,且在较高转速时会急剧下降,其工作转速一般在每分钟几十转到几百转。而交流伺服电机在其额定转速(一般为2000r/min或3000r

  3具有过载能力以松下交流伺服电机为4加速性能好步进电机空载时从静止加速到每分钟几百转,需要200

  粉状物料的计量,常用螺杆计量的方式.通过螺杆旋转的圈数的多少来达到计量的目的。为了更好的提高计量的精度,要求螺杆的转速可调、位置定位准确,如果用交流伺服电机来驱动螺杆,利用交流伺服电机控制精度高、矩频特性好的优点能够达到快速精确计量同样.对粘稠体物料的计量,能够使用交流伺服电机来驱动齿轮泵,通过齿轮泵的一对齿轮的啮台来进行计量。

  在制袋式自动包装机械中,横封装置是一个重要的机构,它不仅要求定位准确,还要求横向封台时横封轮的线速度与薄膜供送的速度相等,而且在横封轮对滚后,横封轮的转速应增大,即以较快的速度相分离。

  在间歇式供送物料方式中,如在间歇式制袋包装机上,以前,包装膜的供送多采用曲柄连杆机构间歇拉带的方式,不仅结构较为复杂,调整也困难。如果用交流伺服电机驱动拉带轮,可以在控制器中事先设定交流伺服电机每次运行的距离、运行的时间和停顿的时间,利用交流伺服电机的优良加速和定位性能,达到准确控制供送薄膜的长度的目的。尤其是在具有色标纠偏装置的控制管理系统中,通过色标检验测试开关检测到的偏差信号,经控制器输送到交流伺服电机,交流伺服电机优良的加速性能和控制精度,可以使偏差得到快速准确的纠正。