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什么是伺服電(diàn)机?伺服電(diàn)机的工作原理(lǐ)

文(wén)章出处:汉德保(HDB MOTOR)電(diàn)机 人气:4891发表时间:2021-03-10

伺服是什么?其实,伺服就是一个電(diàn)机,和控制这个電(diàn)机的驱动器。電(diàn)机就叫伺服電(diàn)机,驱动器自然叫伺服驱动器,‘伺服’源自于控制,精确控制的代名词。——很(hěn)显然,為(wèi)了控制電(diàn)机,精确控制電(diàn)机,专门研发出“伺服”这样的一种系统。到此,可(kě)能(néng)很(hěn)多(duō)人会奇怪:控制个電(diàn)机為(wèi)什么要做个这么复杂的系统呢(ne)?这不得不引入電(diàn)机应用(yòng)、原理(lǐ)以及发展的一些信息了。

什么是伺服電(diàn)机?伺服電(diàn)机的工作原理(lǐ)

電(diàn)机,是运用(yòng)電(diàn)磁原理(lǐ),通電(diàn)線(xiàn)圈在磁场环境产生作用(yòng)力作用(yòng)而转动的一种電(diàn)子产品。電(diàn)子根据应用(yòng)发展有(yǒu)直流電(diàn)机、交流電(diàn)机;直流又(yòu)分(fēn)有(yǒu)刷、无刷電(diàn)机之分(fēn),主要是因為(wèi)有(yǒu)刷電(diàn)机必须定期更换碳刷,维护麻烦人类设计出刷電(diàn)机;交流電(diàn)机又(yòu)分(fēn)单相、三相、同步、异步等。電(diàn)机是蒸汽机、内燃机外产生运动必须的载體(tǐ),所以根据各自各样的应用(yòng)和工作要求,早期人类就设计出了如此多(duō)的電(diàn)机品种和类别,各有(yǒu)各的特長(cháng)和优点,所以存在的相当長(cháng)的一段时间,不过它们的固有(yǒu)缺点与特性,日渐不能(néng)满足人类的需求,比如,所有(yǒu)電(diàn)机的速度都不易控制,即使以控制速度见長(cháng)的直流電(diàn)机,要想准恒定定在某个转速上还是很(hěn)难很(hěn)难的;又(yòu)如,由電(diàn)磁原理(lǐ)我们不难发现,電(diàn)机線(xiàn)圈通常是铜等低阻抗的材质组成,那么通電(diàn)瞬间電(diàn)流是可(kě)以很(hěn)大很(hěn)大的,磁场对線(xiàn)圈的作用(yòng)力跟这个通过的電(diàn)流密切先关,只有(yǒu)在電(diàn)机转起来转速恒定,感抗恒定才使得電(diàn)机的通電(diàn)電(diàn)流恒定,经验表明,启动瞬间電(diàn)机的電(diàn)流是電(diàn)机正常工作電(diàn)流的5~10倍,而且,電(diàn)机在低于3倍的電(diàn)流之下,启动乏力。这是電(diàn)机至今的固有(yǒu)特点缺点,至此,我们也不难明白,通電(diàn)中的電(diàn)机一旦发生堵转(通俗说就是掐死不动了),通電(diàn)電(diàn)流对其可(kě)是灾难性的。同时我们也不难明白,相对于传动系统来说,電(diàn)机启动瞬间的扭力可(kě)是具有(yǒu)很(hěn)大破坏力的,因為(wèi)跟正常工作状态时的扭力差距太大。
因此,人们一直以来都在着力研究電(diàn)机的速度和扭力控制问题。后来,人们在变频技术上得到突破,开发了变频驱动器,它在一定程度上可(kě)以控制三相電(diàn)机的数度,而且也一定程度缓解了電(diàn)机启动瞬间的扭力和转动加速度问题。如今我们日常使用(yòng)的升降電(diàn)梯速度可(kě)变,和上产中的自动扶梯速度可(kě)变,基本都是运用(yòng)变频技术。变频技术就是利用(yòng)逆变技术控制電(diàn)机的三相供電(diàn)频率電(diàn)流可(kě)变,从而达到一定程度地控制電(diàn)机在某个速度下恒定的目的。技术的关键点在于变频器内可(kě)编程芯片(我们俗称CPU)内部的算法,所以变频器本身有(yǒu)许多(duō)参数供用(yòng)户在特定场合应用(yòng)时调节合适的算法补偿。
伺服,就是在变频的技术上发展出来的更进一步产品,其通过電(diàn)机屁股上安装编码器反馈信息,驱动器内部的CPU再结合这个反馈信息生成控制三相電(diàn)流输出的脉冲,从而实现伺服電(diàn)机的精确控制。伺服驱动器的“使能(néng)”,其实就是启动一个设计好的三相電(diàn)机动力電(diàn)源的脉冲,使電(diàn)机悬停在停止和转动之间,那么这个既解决了電(diàn)机启动瞬间缺点所带来的问题,也使得能(néng)伺服驱动器在接收到外界“電(diàn)机转动”指令使電(diàn)机迅速转动。那么,伺服内部的众多(duō)参数,不过就是分(fēn)门类别地根据伺服应用(yòng)在各种各样各式的运用(yòng)场合下,配合上位机、配合机械机床、配合特定的瞬态、力度的修补调整。
我想,太专业的术语,外行人看不懂,行内人好像术语都明白都懂,却想象不出其究竟是如何體(tǐ)现表现的。
那么,伺服系统,我们可(kě)以借助公司财務(wù)来理(lǐ)解,老板通常只会去跟财務(wù)人员说“我要分(fēn)什么报表”、“我要什么收支情况”、“我要出差安排”等等等等,财務(wù)部就根据公司内部的一切信息方法进行计算,得出老板所需要的答(dá)案。伺服系统就是这么样的一个系统。
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