伺服電機(jī)

“伺服”一詞源于希臘語(yǔ)“奴隸”的意思?！八欧姍C(jī)”可以理解為服從控制信號(hào)指揮的電機(jī)：在控制信號(hào)發(fā)出之前，轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng);當(dāng)控制信號(hào)發(fā)出時(shí)，轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動(dòng);當(dāng)控制信號(hào)消失時(shí)，轉(zhuǎn)子能即時(shí)停轉(zhuǎn)。

伺服電機(jī)是自動(dòng)控制裝置中被用作執(zhí)行元件的微特電機(jī)，其功能是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)軸的角位移或角速度。伺服電動(dòng)機(jī)又稱執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中用作執(zhí)行元件，把所收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。

步進(jìn)和交流電機(jī)運(yùn)行性能

步進(jìn)電機(jī)的控制為開(kāi)環(huán)控制，啟動(dòng)頻率過(guò)高或負(fù)載過(guò)大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，停止時(shí)轉(zhuǎn)速過(guò)高易出現(xiàn)過(guò)沖的現(xiàn)象，所以為保證其控制精度，應(yīng)處理好升、降速問(wèn)題。交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為閉環(huán)控制，驅(qū)動(dòng)器可直接對(duì)電機(jī)編碼器反饋信號(hào)進(jìn)行采樣，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會(huì)出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的丟步或過(guò)沖的現(xiàn)象，控制性能更為可靠。

伺服電機(jī)選型

針對(duì)伺服電機(jī)選型問(wèn)題，有兩種情況，一種是參數(shù)選型，一種是設(shè)計(jì)選型。

參數(shù)選型：機(jī)械機(jī)構(gòu)已確定，且已知轉(zhuǎn)速、扭矩、慣量等選型參數(shù)。此時(shí)，可根據(jù)伺服電機(jī)規(guī)格表直接選型。

設(shè)計(jì)選型：發(fā)生的機(jī)械設(shè)計(jì)階段，此時(shí)需要根據(jù)機(jī)械末端的位置、速度、精度、動(dòng)態(tài)特性等要求，確定機(jī)械機(jī)構(gòu)和減速裝置。在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，需計(jì)算得出電機(jī)的轉(zhuǎn)速、扭矩、慣量比等參數(shù)。而后根據(jù)伺服電機(jī)規(guī)格表選型。

伺服電機(jī)慣量比

負(fù)載映射慣量與電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量的比值即慣量比。

機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后，要合理選擇伺服電機(jī)，把慣量比限制在一定的范圍內(nèi)，使負(fù)載映射慣量與電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量相匹配。慣量匹配需要根據(jù)設(shè)備的動(dòng)態(tài)特性、精度要求、負(fù)載變化范圍等因素綜合設(shè)計(jì)。高動(dòng)態(tài)設(shè)備的慣量比一般小于3，比如機(jī)床、金屬加工設(shè)備等。普通設(shè)備慣量比，一般小于7，如普通焊接機(jī)、包裝設(shè)備等。低要求設(shè)備，一般小于10，如皮帶傳輸、重載變位機(jī)等。

可結(jié)合選擇減速比進(jìn)行慣量匹配。如前文所述，負(fù)載在電機(jī)軸上的映射慣量與減速比的平方成反比。增大減速比，可以顯著減小負(fù)載映射到電機(jī)軸上的慣量，即減小伺服電機(jī)的負(fù)載。此時(shí)，在負(fù)載機(jī)械慣量不變的情況下，選擇大減速比的減速機(jī)，可對(duì)應(yīng)選擇容量較小的伺服電機(jī)，降低綜合成本。