資源描述:
《伺服電機控制能否代替步進電機控制,交流伺服電機與步進電機的區(qū)別差異.doc》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、伺服電機控制能否代替步進電機控制,交流伺服電機與步進電機的區(qū)別差異 伺服電機(servomotor)是指在伺服系統(tǒng)中控制機械元件運轉(zhuǎn)的發(fā)動機,是一種補助馬達間接變速裝置。伺服電機可使控制速度,位置精度非常準確,可以將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動控制對象。伺服電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號控制,并能快速反應(yīng),在自動控制系統(tǒng)中,用作執(zhí)行元件,且具有機電時間常數(shù)小、線性度高、始動電壓等特性,可把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動機兩大類,其主要特點是,當信號電壓為零時無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象,轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降?! 〗涣魉欧妱訖C的結(jié)構(gòu)主要可分為兩部分,即定子部分
2、和轉(zhuǎn)子部分。其中定子的結(jié)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)變壓器的定子基本相同,在定子鐵心中也安放著空間互成90度電角度的兩相繞組。其中一組為激磁繞組,另一組為控制繞組,交流伺服電動機是一種兩相的交流電動機。交流伺服電動機使用時,激磁繞組兩端施加恒定的激磁電壓Uf,控制繞組兩端施加控制電壓Uk。當定子繞組加上電壓后,伺服電動機很快就會轉(zhuǎn)動起來。伺服電機控制能否代替步進電機控制,交流伺服電機與步進電機的區(qū)別差異 伺服電機(servomotor)是指在伺服系統(tǒng)中控制機械元件運轉(zhuǎn)的發(fā)動機,是一種補助馬達間接變速裝置。伺服電機可使控制速度,位置精度非常準確,可以將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動控制對象。伺服電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受
3、輸入信號控制,并能快速反應(yīng),在自動控制系統(tǒng)中,用作執(zhí)行元件,且具有機電時間常數(shù)小、線性度高、始動電壓等特性,可把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動機兩大類,其主要特點是,當信號電壓為零時無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象,轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降?! 〗涣魉欧妱訖C的結(jié)構(gòu)主要可分為兩部分,即定子部分和轉(zhuǎn)子部分。其中定子的結(jié)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)變壓器的定子基本相同,在定子鐵心中也安放著空間互成90度電角度的兩相繞組。其中一組為激磁繞組,另一組為控制繞組,交流伺服電動機是一種兩相的交流電動機。交流伺服電動機使用時,激磁繞組兩端施加恒定的激磁電壓Uf,控制繞組兩端施加控制電壓Uk。當定子
4、繞組加上電壓后,伺服電動機很快就會轉(zhuǎn)動起來。通入勵磁繞組及控制繞組的電流在電機內(nèi)產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場,旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向決定了電機的轉(zhuǎn)向,當任意一個繞組上所加的電壓反相時,旋轉(zhuǎn)磁場的方向就發(fā)生改變,電機的方向也發(fā)生改變?! 〔竭M電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制電機,是現(xiàn)代數(shù)字程序控制系統(tǒng)中的主要執(zhí)行元件,應(yīng)用極為廣泛。在非超載的情況下,電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù),而不受負載變化的影響,當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號,它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度,稱為“步距角”,它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的??梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量,
5、從而達到準確定位的目的;同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度,從而達到調(diào)速的目的?! 〔竭M電機是一種感應(yīng)電機,它的工作原理是利用電子電路,將直流電變成分時供電的,多相時序控制電流,用這種電流為步進電機供電,步進電機才能正常工作,驅(qū)動器就是為步進電機分時供電的,多相時序控制器?! ‰m然步進電機已被廣泛地應(yīng)用,但步進電機并不能像普通的直流電機,交流電機在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅(qū)動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進電機卻非易事,它涉及到機械、電機、電子及計算機等許多專業(yè)知識。步進電機作為執(zhí)行元件,是機電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一,廣泛應(yīng)用在各種自動化控制系統(tǒng)中。
6、隨著微電子和計算機技術(shù)的發(fā)展,步進電機的需求量與日俱增,在各個國民經(jīng)濟領(lǐng)域都有應(yīng)用?! ∷欧姍C控制是否可以代替步進電機控制 在具體應(yīng)用場合,當終端負載穩(wěn)定、動作簡單、基本為低速運轉(zhuǎn)時,選用成本低且容易控制的步進電機最為合適;但當終端負載波動范圍較大、動作簡單、基本為低速運轉(zhuǎn)時,如果選擇了步進電機,則會面臨一系列煩惱,因為采用方波驅(qū)動的步進電機難以消除振動和噪音,并會因為力矩波動而產(chǎn)生失步或過沖。實際上,當終端負載波動范圍較大時,即便基本為低速運轉(zhuǎn)狀態(tài),也應(yīng)該選用伺服電機,因為考慮了功效提高因素、節(jié)能因素、控制精度提高因素、系統(tǒng)穩(wěn)定性增加等因素之后,會發(fā)現(xiàn)選用價格較高的伺服電機反而提
7、高了綜合成本。 用伺服電機替代步進電機時應(yīng)注意哪些問題呢? 1、為了保證控制系統(tǒng)改變不大,應(yīng)選用數(shù)字式伺服系統(tǒng),可仍采用原來的脈沖控制方式; 2、由于伺服電機的過載能力強,可以參照原步進電機額定輸出扭矩的1/3來確定伺服電機的額定扭矩; 3、因為伺服電機的額定轉(zhuǎn)速比步進電機要高得多,最好增加減速裝置,讓伺服電機工作在接近額定轉(zhuǎn)速下,這樣也可以選擇功率更小的電機,以降低成本?! ‘斍八欧姍C趨向步進化的具體