2025-05-18 03:02:39
伺服電機的工作是一個閉環控制的過程。首先,控制系統會給驅動器發送期望的位置、速度或者轉矩指令。驅動器接收到指令后,將其轉化為對應的電流信號輸入到伺服電機的定子繞組中,從而使定子產生旋轉磁場。轉子在這個旋轉磁場的作用下開始轉動,與此同時,安裝在電機上的編碼器會持續監測轉子的實際運行狀態,比如當前的位置、轉動的速度等,并把這些信息反饋給驅動器。驅動器將反饋回來的實際值和接收到的指令值進行對比分析,如果發現有偏差,就會及時調整輸出給電機的電流大小和方向,進而改變電機的旋轉磁場,讓轉子做出相應調整,直到實際運行狀態與期望的指令值相匹配為止。以自動化流水線上的物料搬運機械臂為例,當要求機械臂將物料準確放置在指定位置時,伺服電機依據上述原理精確控制機械臂的運動軌跡,確保物料每次都能放置到位,誤差極小。無刷直流伺服電動機控制簡單,但脈動轉矩大,需速度閉環才能實現低轉速穩定運行。上海交流伺服銷售
伺服系統調試是發揮性能的關鍵:基本參數設置:輸入電機銘牌數據(額定電流、轉速、編碼器類型等),進行電機參數自動識別。增益調整:先調整電流環,再速度環,位置環。使用自動調諧功能或手動調整,觀察響應波形。剛性設定:根據機械特性選擇適當剛性等級,高剛性提高響應但可能引發振動,需折中考慮。濾波器配置:設置適當的低通濾波器和陷波濾波器,抑制高頻噪聲和機械諧振。功能測試:驗證基本運動、限位保護、報警功能等,記錄關鍵參數作為基準。優化調整:在實際負載條件下微調參數,使用示波器或調試軟件分析性能,優化運動曲線。上海三菱伺服器在自動化生產線中,承擔物料搬運等關鍵環節,高可靠性確保生產線穩定、高效運行。
按照電機的類型,伺服電機可大致分為直流伺服電機和交流伺服電機兩類。直流伺服電機又包含有刷直流伺服電機和無刷直流伺服電機。有刷直流伺服電機結構相對簡單,它通過電刷和換向器來實現電流的換向,使電機持續轉動,但電刷存在磨損問題,需要定期維護,常用于一些對精度要求不是極高、轉速較低的簡單控制場合,比如早期的一些小型玩具電動車的轉向控制等。無刷直流伺服電機則去掉了電刷,通過電子換向裝置來改變電流方向,減少了機械磨損,提高了可靠性和壽命,在一些對精度有一定要求的工業自動化設備的輔助運動控制中有應用。交流伺服電機主要分為同步型和異步型,同步交流伺服電機的轉子轉速與定子旋轉磁場的轉速嚴格同步,具有精度高、響應快等特點,廣泛應用于數控機床、工業機器人等高精度控制領域;異步交流伺服電機成本相對較低,在一些對精度要求稍低、負載轉矩較大的場合,如紡織機械的部分傳動環節有所應用。
反饋裝置是伺服系統實現閉環控制的關鍵,其性能直接影響控制精度:光電編碼器:通過光柵盤和光電傳感器檢測位置變化。**式編碼器每個位置有編碼,斷電后不丟失;增量式編碼器輸出脈沖信號,需要參考點確定位置。旋轉變壓器:基于電磁感應原理,輸出與轉子角度相關的模擬信號,經RDC(旋變數字轉換器)處理為數字信號。抗干擾能力強,適合惡劣環境。霍爾傳感器:檢測永磁體磁場變化,提供粗略的位置信息,常用于無刷電機的電子換向。多圈**值編碼器:結合單圈高分辨率測量和多圈計數功能,既保證精度又擴展測量范圍,無需回零操作。該電機抗過載能力出色,可承受三倍額定轉矩負載,適合瞬間負載波動及快速啟動場合。
伺服系統的控制性能很大程度上取決于算法的優劣,現代伺服驅動器通常實現以下控制策略:PID控制:比例-積分-微分控制是基礎算法,通過調節三個參數實現快速響應、高精度和無靜差控制。先進的自整定算法可自動優化PID參數。前饋控制:在反饋控制基礎上加入指令的前饋補償,有效減小跟蹤誤差,特別適合輪廓控制應用。自適應控制:根據負載變化自動調整控制參數,保持比較好性能。模型參考自適應和自校正控制是常用方法。模糊控制:處理非線性、時變系統,不依賴精確數學模型,適合復雜工況。諧振抑制:通過陷波濾波器或自適應算法抑制機械系統的諧振峰值,提高穩定性。擁有高速響應能力,能在極短時間內達到目標速度與位置,適用于高速運動控制場景。上海三菱伺服器
設計合理、結構緊湊,維護保養簡單,用戶可自行快速排查和維修常見故障。上海交流伺服銷售
直流伺服電機是早期的伺服電機形式,采用永磁體或繞組勵磁的直流電機作為執行機構。其優點是控制簡單、啟動力矩大、響應速度快,但存在電刷和換向器需要定期維護的缺點。直流伺服電機在小功率、低成本應用中仍有使用,但正逐漸被交流伺服電機取代。交流伺服電機是現代伺服系統的主流,又可細分為同步型和異步型兩種。同步型交流伺服電機通常采用永磁體轉子,具有效率高、功率密度大、控制精度高等優點;異步型交流伺服電機則結構更簡單、成本更低,適合大功率應用。交流伺服電機采用變頻控制技術,通過調節頻率和電壓來實現寬范圍的調速。上海交流伺服銷售