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伺服電機使用的是三相同步電機,其特點是轉(zhuǎn)子:
沒有三相異步電機中的鼠籠條;轉(zhuǎn)子上有很多貼片,是永磁鐵(釹鐵硼)材料。這樣來看,轉(zhuǎn)子其實自帶磁場,而不像異步電機是靠感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場。
永磁鐵有兩種安裝方式:
1是表貼式,也就是圖中樣式,永磁鐵是貼在表面的;
2是內(nèi)嵌式,需要在轉(zhuǎn)子上打孔,將永磁材料填充進去;
表貼式:具有結(jié)構(gòu)簡單、制造成本較低、轉(zhuǎn)動慣量小等優(yōu)點;
內(nèi)嵌式:如果轉(zhuǎn)速夠快,例如1wr/min甚至3wr/min,還是用內(nèi)嵌式較好;
轉(zhuǎn)子沖片機械強度高、安裝永磁體后轉(zhuǎn)子不易變形等。
以常見的感應(yīng)式電機三相異步電機作比較:
伺服電機分為直流伺服電動機和交流伺服電動機兩大類。
交流伺服電機也是無刷電機,分為同步和異步電機,目前運動控制中一般都用同步電機,它的功率范圍大,可以做到很大的功率。大慣量,高轉(zhuǎn)動速度低,且隨著功率增大而快速降低。因而適合做低速平穩(wěn)運行的應(yīng)用。
直流伺服電機分為無刷和有刷電機。
1、無刷電機體積小,重量輕,出力大,響應(yīng)快,速度高,慣量小,轉(zhuǎn)動平滑,力矩穩(wěn)定。控制復雜,容易實現(xiàn)智能化,其電子換相方式靈活,可以方波換相或正弦波換相。電機免維護,效率很高,運行溫度低,電磁輻射很小,命,可用于各種環(huán)境。
2、有刷電機成本低,結(jié)構(gòu)簡單,啟動轉(zhuǎn)矩大,調(diào)速范圍寬,控制容易,需要維護,但維護方便(換碳刷),產(chǎn)生電磁干擾,對環(huán)境有要求。因此它可以用于對成本較高的普通工業(yè)和民用場合。
步進電機在低速時易出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象。振動頻率與負載情況和驅(qū)動器性能有關(guān),一般認為振動頻率為電機空載起跳頻率的一半。這種由步進電機的工作原理所決定的低頻振動現(xiàn)象對于機器的正常運轉(zhuǎn)非常不利。當步進電機工作在低速時,一般應(yīng)采用阻尼技術(shù)來克服低頻振動現(xiàn)象,比如在電機上加阻尼器,或驅(qū)動器上采用細分技術(shù)等。
交流伺服電機運轉(zhuǎn)非常平穩(wěn),即使在低速時也不會出現(xiàn)振動現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能,可涵蓋機械的剛性不足,并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機能(FFT),可檢測出機械的共振點,便于系統(tǒng)調(diào)整。
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