Cunoștințe de bază servomotoare

Cunoștințe de bază servomotoare

Cuvântul „servo” provine din cuvântul grecesc „sclav”. „Servomotor” poate fi înțeles ca un motor care se supune absolut comenzii semnalului de comandă: înainte ca semnalul de comandă să fie trimis, rotorul stă nemișcat; când semnalul de control este trimis, rotorul se rotește imediat; când semnalul de control dispare, rotorul se poate opri imediat.

Servomotorul este un micromotor folosit ca dispozitiv de acţionare într-un dispozitiv de control automat. Funcția sa este de a converti un semnal electric într-o deplasare unghiulară sau o viteză unghiulară a unui arbore care se rotește.

Servomotoarele sunt împărțite în două categorii: servo AC și servo DC

Structura de bază a unui servomotor AC este similară cu cea a unui motor cu inducție AC (motor asincron). Există două înfășurări de excitație Wf și înfășurări de control WcoWf cu o deplasare în spațiul fazelor de unghi electric de 90° pe stator, conectate la o tensiune alternativă constantă și folosind tensiunea alternativă sau schimbarea de fază aplicată la Wc pentru a atinge scopul de a controla funcționarea a motorului. Servomotorul AC are caracteristicile de funcționare stabilă, controlabilitate bună, răspuns rapid, sensibilitate ridicată și indicatori stricti de neliniaritate a caracteristicilor mecanice și a caracteristicilor de reglare (trebuie să fie mai puțin de 10% până la 15% și mai puțin de 15% până la 25% respectiv).

Structura de bază a unui servomotor DC este similară cu cea a unui motor DC general. Viteza motorului n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j, unde E este forța electromotoare contra armăturii, K este o constantă, j este fluxul magnetic pe pol, Ua, Ia sunt tensiunea armăturii și curentul armăturii, Ra este Rezistența armăturii, schimbarea Ua sau schimbarea φ poate controla viteza servomotorului de curent continuu, dar metoda de control a tensiunii armăturii este în general utilizată. În servomotorul DC cu magnet permanent, înfășurarea de excitație este înlocuită cu un magnet permanent, iar fluxul magnetic φ este constant. . Servomotorul DC are caracteristici bune de reglare liniară și răspuns rapid în timp.

Avantajele și dezavantajele servomotoarelor DC

Avantaje: control precis al vitezei, caracteristici de cuplu și viteză puternice, principiu de control simplu, ușor de utilizat și preț ieftin.

Dezavantaje: comutarea periei, limitarea vitezei, rezistență suplimentară și particule de uzură (nu sunt potrivite pentru medii fără praf și explozive)

Avantajele și dezavantajele servomotorului AC

Avantaje: caracteristici bune de control al vitezei, control lin în întregul interval de viteză, aproape fără oscilații, eficiență ridicată peste 90%, generare mai puțină de căldură, control de mare viteză, control al poziției de înaltă precizie (în funcție de precizia codificatorului), zonă de operare nominală În interior, poate obține un cuplu constant, inerție scăzută, zgomot redus, fără uzură perii, fără întreținere (potrivit pentru medii fără praf, explozive)

Dezavantaje: Controlul este mai complicat, parametrii unității trebuie ajustați la fața locului pentru a determina parametrii PID și sunt necesare mai multe conexiuni.

Servomotoarele de curent continuu sunt împărțite în motoare cu perii și fără perii

Motoarele cu perii au un cost scăzut, sunt simple ca structură, cuplu de pornire mari, gamă largă de reglare a vitezei, ușor de controlat, necesită întreținere, dar ușor de întreținut (înlocuiește peria de cărbune), generează interferențe electromagnetice, au cerințe pentru mediul de utilizare, și sunt de obicei utilizate pentru ocazii industriale și civile comune sensibile la costuri.

Motoarele fără perii au dimensiuni mici și greutate redusă, putere ridicată și răspuns rapid, viteză mare și inerție mică, stabile în cuplu și lină în rotație, complexe în control, inteligente, flexibile în modul de comutare electronică, pot fi comutate în undă pătrată sau undă sinusoidală, motor fără întreținere, eficiență ridicată și economie de energie, radiații electromagnetice mici, creștere scăzută a temperaturii și viață lungă, potrivite pentru diferite medii.

Servomotoarele AC sunt, de asemenea, motoare fără perii, care sunt împărțite în motoare sincrone și asincrone. În prezent, motoarele sincrone sunt utilizate în general în controlul mișcării. Gama de putere este mare, puterea poate fi mare, inerția este mare, viteza maximă este scăzută, iar viteza crește odată cu creșterea puterii. Coborâre uniformă cu viteză, potrivită pentru ocazii cu viteză mică și curse lină.

Rotorul din interiorul servomotorului este un magnet permanent. Șoferul controlează electricitatea trifazată U/V/W pentru a forma un câmp electromagnetic. Rotorul se rotește sub acțiunea acestui câmp magnetic. În același timp, encoderul care vine cu motorul transmite semnalul de feedback către șofer. Valorile sunt comparate pentru a regla unghiul de rotație a rotorului. Precizia servomotorului depinde de precizia codificatorului (numărul de linii).

Ce este un servomotor? Câte tipuri există? Care sunt caracteristicile de lucru?

Răspuns: Servomotorul, cunoscut și sub denumirea de motor executiv, este folosit ca dispozitiv de acționare în sistemul de control automat pentru a converti semnalul electric primit într-o deplasare unghiulară sau o ieșire cu viteză unghiulară pe arborele motorului.

Servomotoarele sunt împărțite în două categorii: servomotoare DC și AC. Principalele lor caracteristici sunt că nu există auto-rotație atunci când tensiunea semnalului este zero, iar viteza scade la o viteză uniformă odată cu creșterea cuplului.

Care este diferența de performanță dintre un servomotor AC și un servomotor DC fără perii?

Răspuns: Performanța servomotorului AC este mai bună, deoarece servomotorul AC este controlat de o undă sinusoidală și ondulația cuplului este mică; în timp ce servo DC fără perii este controlat de o undă trapezoidală. Dar servocontrolul fără perii DC este relativ simplu și ieftin.

Dezvoltarea rapidă a tehnologiei servomotor AC cu magnet permanent a făcut ca servosistemul DC să se confrunte cu criza de a fi eliminat. Odată cu dezvoltarea tehnologiei, tehnologia servomotoarelor AC cu magnet permanent a atins o dezvoltare remarcabilă, iar producătorii de electricitate renumiți din diferite țări au lansat în mod continuu noi serii de servomotoare și servomotoare AC. Servosistemul AC a devenit principala direcție de dezvoltare a servosistemului contemporan de înaltă performanță, ceea ce face ca servosistemul DC să se confrunte cu criza de a fi eliminat.

În comparație cu servomotoarele de curent continuu, servomotoarele de curent alternativ cu magnet permanent au următoarele avantaje principale:

⑴Fără perie și comutator, funcționarea este mai fiabilă și fără întreținere.

(2) Încălzirea înfășurării statorului este mult redusă.

⑶ Inerția este mică, iar sistemul are un răspuns rapid bun.

⑷ Condiția de lucru la viteză mare și la cuplu mare este bună.

⑸Dimensiune mică și greutate redusă sub aceeași putere.

Principiul servomotorului

Structura statorului servomotorului de curent alternativ este în esență similară cu cea a motorului asincron monofazat monofazat cu condensator. Statorul este echipat cu două înfășurări cu o diferență reciprocă de 90°, una este înfășurarea de excitație Rf, care este întotdeauna conectată la tensiunea AC Uf; celălalt este înfășurarea de comandă L, care este conectată la tensiunea semnalului de comandă Uc. Deci, servomotorul AC se mai numește și două servomotoare.

Rotorul servomotorului AC este de obicei transformat într-o cușcă de veveriță, dar pentru ca servomotorul să aibă o gamă largă de viteze, caracteristici mecanice liniare, fără fenomen de „autorotație” și performanță de răspuns rapid, în comparație cu motoarele obișnuite, ar trebui să au Rezistența rotorului este mare și momentul de inerție este mic. În prezent, există două tipuri de structuri de rotor care sunt utilizate pe scară largă: unul este rotorul cu colivie de veveriță cu bare de ghidare de înaltă rezistivitate realizate din materiale conductoare de înaltă rezistivitate. Pentru a reduce momentul de inerție al rotorului, rotorul se face subțire; Celălalt este un rotor în formă de cupă goală din aliaj de aluminiu, peretele cupei este de numai 0,2 -0,3 mm, momentul de inerție al rotorului în formă de cupă goală este mic, răspunsul este rapid și funcționarea este stabilă, deci este utilizat pe scară largă.

Când servomotorul AC nu are tensiune de control, există doar câmpul magnetic pulsatoriu generat de înfășurarea de excitație din stator, iar rotorul este staționar. Când există o tensiune de control, un câmp magnetic rotativ este generat în stator, iar rotorul se rotește în direcția câmpului magnetic rotativ. Când sarcina este constantă, viteza motorului se modifică odată cu mărimea tensiunii de control. Când faza tensiunii de control este opusă, servomotorul va fi inversat.

Deși principiul de funcționare al servomotorului de curent alternativ este similar cu cel al motorului asincron monofazat acționat cu condensator, rezistența rotorului primului este mult mai mare decât cea a celui din urmă. Prin urmare, în comparație cu motorul asincron acționat cu condensator, servomotorul are trei caracteristici importante:

1. Cuplu mare de pornire: Datorită rezistenței mari a rotorului, caracteristica cuplului (caracteristica mecanică) este mai aproape de liniară și are un cuplu de pornire mai mare. Prin urmare, atunci când statorul are o tensiune de control, rotorul se rotește imediat, ceea ce are caracteristicile de pornire rapidă și sensibilitate ridicată.

2. Gamă largă de operare: funcționare stabilă și zgomot redus. [/p][p=30, 2, stânga] 3. Fără fenomen de auto-rotație: Dacă servomotorul în funcțiune pierde tensiunea de control, motorul se va opri imediat.

Ce este „micromotor cu transmisie de precizie”?

„Micromotor cu transmisie de precizie” poate executa rapid și corect instrucțiunile care se schimbă frecvent în sistem și poate conduce mecanismul servo pentru a finaliza munca așteptată de instrucțiune, iar majoritatea dintre ele pot îndeplini următoarele cerințe:

1. Poate porni, opri, frâna, invers și rula frecvent la viteză mică și are rezistență mecanică ridicată, nivel ridicat de rezistență la căldură și nivel ridicat de izolație.

2. Capacitate bună de răspuns rapid, cuplu mare, moment mic de inerție și constantă de timp mică.

3. Cu driver și controler (cum ar fi servomotor, motor pas cu pas), performanța de control este bună.

4. Fiabilitate ridicată și precizie ridicată.

Categoria, structura și performanța „micromotor cu transmisie de precizie”

Servomotor AC

(1) Servomotor AC bifazat de tip cușcă (rotor subțire de tip cușcă, caracteristici mecanice aproximativ liniare, volum mic și curent de excitare, servo de putere redusă, funcționarea la viteză mică nu este suficient de lină)

(2) Servomotor bifazat AC cu rotor nemagnetic (rotor fără miez, caracteristici mecanice aproape liniare, volum mare și curent de excitare, servo de putere mică, funcționare lină la viteză mică)

(3) Servomotor AC bifazat cu rotor cu cupă feromagnetică (rotor cu cupă din material feromagnetic, caracteristici mecanice aproape liniare, moment mare de inerție al rotorului, efect mic de înghețare, funcționare stabilă)

(4) Servomotor AC cu magnet permanent sincron (o unitate integrată coaxială constând dintr-un motor sincron cu magnet permanent, un tahometru și un element de detectare a poziției, statorul este trifazat sau bifazat, iar rotorul de material magnetic trebuie să fie echipat cu o unitate de viteză este larg, iar caracteristicile mecanice sunt compuse din zonă de cuplu constantă și zonă de putere constantă, care poate fi blocată continuu, cu performanță bună de răspuns rapid, mare; puterea de ieșire și fluctuația mică a cuplului există două moduri de antrenare cu undă pătrată și undă sinusoidală, performanță bună de control și produse chimice de integrare electromecanică)

(5) Servomotor trifazat AC asincron (rotorul este similar cu motorul asincron de tip cușcă și trebuie echipat cu un driver. Adoptă control vectorial și extinde gama de reglare a vitezei de putere constantă. Este utilizat în principal în sisteme de reglare a vitezei axului mașinii-unelte)

Servomotor DC

(1) Servomotor DC înfășurat imprimat (rotorul discului și statorul discului sunt lipite axial cu oțel magnetic cilindric, momentul de inerție al rotorului este mic, nu există efect de cogging, nici efect de saturație, iar cuplul de ieșire este mare)

(2) Servomotor DC tip disc bobinat (rotorul disc și statorul sunt legate axial cu oțel magnetic cilindric, momentul de inerție al rotorului este mic, performanța de control este mai bună decât alte servomotoare DC, eficiența este ridicată și cuplul de ieșire este mare)

(3) Motor DC cu magnet permanent cu armătură tip cupă (rotor fără miez, moment de inerție mic al rotorului, potrivit pentru servosistem cu mișcare incrementală)

(4) Servomotor DC fără perii (statorul este înfășurat cu mai multe faze, rotorul este cu magnet permanent, cu senzor de poziție a rotorului, fără interferență cu scântei, viață lungă, zgomot redus)

motor cuplu

(1) Motor DC cuplu (structură plată, număr de poli, număr de fante, număr de piese de comutație, număr de conductori de serie; cuplu de ieșire mare, lucru continuu la viteză mică sau blocat, caracteristici mecanice și de reglare bune, constantă de timp electromecanică mică )

(2) Motor de cuplu DC fără perii (similar ca structură cu servomotorul DC fără perii, dar plat, cu mulți poli, fante și conductori de serie; cuplu de ieșire mare, caracteristici mecanice și de reglare bune, viață lungă, fără scântei, fără zgomot scăzut)

(3) Motor cu cuplu AC de tip cușcă (rotor de tip cușcă, structură plată, număr mare de poli și fante, cuplu mare de pornire, constantă de timp electromecanică mică, funcționare pe termen lung cu rotor blocat și proprietăți mecanice moi)

(4) Motor cu cuplu AC cu rotor solid (rotor solid din material feromagnetic, structură plată, număr mare de poli și fante, rotor blocat pe termen lung, funcționare lină, proprietăți mecanice moi)

motor pas cu pas

(1) Motor pas cu pas reactiv (statorul și rotorul sunt fabricate din foi de oțel siliconic, nu există înfășurare pe miezul rotorului și există o înfășurare de control pe stator; unghiul de pas este mic, frecvența de pornire și de funcționare este mare , precizia unghiului pasului este scăzută și nu există un cuplu de autoblocare)

(2) Motor pas cu magnet permanent (rotor cu magnet permanent, polaritate de magnetizare radială; unghi de pas mare, frecvență scăzută de pornire și operare, cuplu de menținere și consum de energie mai mic decât tipul reactiv, dar sunt necesare impulsuri pozitive și negative)

(3) Motor pas cu pas hibrid (rotor cu magnet permanent, polaritate de magnetizare axială; precizie mare a unghiului de pas, cuplu de reținere, curent de intrare mic, atât magnet reactiv, cât și permanent