關(guān)于伺服系統(tǒng)的基礎(chǔ)認(rèn)知:直流和交流伺服電機(jī)優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
伺服電機(jī)的分類
它分為直流和交流伺服電機(jī)。交流伺服電機(jī)分為異步伺服電機(jī)和同步伺服電機(jī)。目前,交流系統(tǒng)正在逐漸取代直流系統(tǒng)。與直流系統(tǒng)相比,交流伺服電機(jī)具有可靠性高、散熱性好、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、能在高壓下工作等優(yōu)點(diǎn)。由于無(wú)刷和舵機(jī)的存在,交流專用服務(wù)器系統(tǒng)也成為了無(wú)刷伺服系統(tǒng)。其中使用的電機(jī)有無(wú)刷籠型異步電機(jī)和永磁同步電機(jī)。
直流伺服電機(jī)分為有刷和無(wú)刷電機(jī)
有刷電機(jī)具有成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速范圍寬、易于控制、維護(hù)精確等優(yōu)點(diǎn),但維護(hù)(更換碳刷)方便,產(chǎn)生電磁干擾,對(duì)使用環(huán)境有要求。通常用于常見(jiàn)的工業(yè)和民用成本敏感場(chǎng)合;
無(wú)刷電機(jī)體積小、重量輕、輸出大、響應(yīng)快、速度快、慣性小、扭矩穩(wěn)定、轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)、控制復(fù)雜、電子開(kāi)關(guān)方式智能化、開(kāi)關(guān)靈活、方波或正弦波切換、電機(jī)免維護(hù)、高效節(jié)能、,電磁輻射小,溫升低,使用壽命長(zhǎng),適用于各種環(huán)境。
不同類型伺服電機(jī)的特點(diǎn)
1)直流伺服電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):轉(zhuǎn)速控制精確,具有硬轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速特性,控制原理簡(jiǎn)單,使用方便,價(jià)格低廉。
缺點(diǎn):電刷切換、速度限制、附加電阻導(dǎo)致磨損顆粒(不適用于無(wú)塵和無(wú)爆炸性環(huán)境)
2)交流伺服電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):良好的速度控制特性,在整個(gè)速度范圍內(nèi)平穩(wěn)控制,幾乎沒(méi)有振蕩,效率超過(guò)90%,加熱少,高速控制,高精度位置控制(取決于編碼器精度),恒定扭矩,低慣性,低噪音,標(biāo)稱操作區(qū)域內(nèi)無(wú)電刷磨損和免維護(hù)(適用于無(wú)塵和無(wú)爆炸性環(huán)境)。
缺點(diǎn):控制復(fù)雜,驅(qū)動(dòng)器參數(shù)需要設(shè)置到位,PID參數(shù)需要確定,需要更多接線。
目前,主伺服驅(qū)動(dòng)器采用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)作為控制核心,可以實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的控制算法,實(shí)現(xiàn)掃描、聯(lián)網(wǎng)和智能化。功率器件一般采用以智能功率模塊(IPM)為核心設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)電路。IPM集成了驅(qū)動(dòng)電路,并具有過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)熱、欠壓等故障檢測(cè)和保護(hù)電路。主電路中還增加了軟啟動(dòng)電路,以減少啟動(dòng)過(guò)程對(duì)驅(qū)動(dòng)器的影響。首先,功率驅(qū)動(dòng)單元通過(guò)全橋整流三相電路對(duì)輸入的三相電源或市電進(jìn)行整流,得到相應(yīng)的直流電源。三相永磁交流同步伺服電機(jī)經(jīng)三相電源或市電整流后,由PWM電壓源三相正弦逆變器變頻驅(qū)動(dòng)。功率驅(qū)動(dòng)單元的整個(gè)過(guò)程可以簡(jiǎn)單地描述為AC-DC-AC過(guò)程。整流單元拓?fù)洌ˋC-DC)的主電路是三相全橋的非受控整流電路。