Coñecementos básicos do servomotor

Coñecementos básicos do servomotor

A palabra "servo" provén da palabra grega "escravo"."Servomotor" pódese entender como un motor que obedece absolutamente ao mando do sinal de control: antes de enviar o sinal de control, o rotor queda parado;cando se envía o sinal de control, o rotor xira inmediatamente;cando o sinal de control desaparece, o rotor pode parar inmediatamente.

O servomotor é un micromotor usado como actuador nun dispositivo de control automático.A súa función é converter un sinal eléctrico nun desprazamento angular ou velocidade angular dun eixe en rotación.

Os servomotores divídense en dúas categorías: servo AC e DC servo

A estrutura básica dun servomotor de CA é semellante á dun motor de indución de CA (motor asíncrono).Hai dous enrolamentos de excitación Wf e enrolamentos de control WcoWf cun desprazamento no espazo de fase de ángulo eléctrico de 90° no estator, conectados a unha tensión de CA constante e utilizando a tensión de CA ou o cambio de fase aplicado a Wc para conseguir o propósito de controlar a operación. do motor.O servomotor de CA ten as características de funcionamento estable, boa controlabilidade, resposta rápida, alta sensibilidade e estritos indicadores de non linealidade das características mecánicas e das características de axuste (necesario ser inferior ao 10% ao 15% e inferior ao 15% ao 25% respectivamente).

A estrutura básica dun servomotor DC é semellante á dun motor DC xeral.Velocidade do motor n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j, onde E é a forza electromotriz contra o inducido, K é unha constante, j é o fluxo magnético por polo, Ua, Ia son a tensión e a corrente do inducido, Ra é A resistencia da armadura, cambiando Ua ou cambiando φ pode controlar a velocidade do servomotor DC, pero xeralmente úsase o método de controlar a tensión da armadura.No servomotor DC de imán permanente, o enrolamento de excitación substitúese por un imán permanente e o fluxo magnético φ é constante..O servomotor DC ten boas características de regulación lineal e unha resposta rápida.

Vantaxes e inconvenientes dos servomotores DC

Vantaxes: control de velocidade preciso, características de torque e velocidade, principio de control sinxelo, fácil de usar e prezo barato.

Desvantaxes: conmutación de cepillo, limitación de velocidade, resistencia adicional e partículas de desgaste (non apto para ambientes libres de po e explosivos)

Vantaxes e inconvenientes do servomotor AC

Vantaxes: boas características de control de velocidade, control suave en todo o rango de velocidade, case ningunha oscilación, alta eficiencia superior ao 90%, menos xeración de calor, control de alta velocidade, control de posición de alta precisión (dependendo da precisión do codificador), área de operación nominal No interior, pode acadar un par constante, baixa inercia, baixo ruído, sen desgaste do cepillo, sen mantemento (adecuado para ambientes explosivos sen po)

Desvantaxes: o control é máis complicado, os parámetros da unidade deben axustarse no lugar para determinar os parámetros PID e son necesarias máis conexións.

Os servomotores DC divídense en motores con escobillas e sen escobillas

Os motores cepillados son de baixo custo, de estrutura sinxela, gran par de arranque, amplo rango de regulación de velocidade, fácil de controlar, necesitan mantemento, pero fácil de manter (substituír escobillas de carbón), xeran interferencias electromagnéticas, teñen requisitos para o ambiente de uso, e adoitan usarse para ocasións industriais e civís comúns sensibles ao custo.

Os motores sen escobillas son de tamaño pequeno e peso lixeiro, alto rendemento e resposta rápida, alta velocidade e pequena inercia, estable no par e suave na rotación, complexo no control, intelixente, flexible no modo de conmutación electrónica, pódese conmutar. en onda cadrada ou onda sinusoidal, motor sen mantemento, alta eficiencia e aforro de enerxía, pequena radiación electromagnética, baixa temperatura e longa vida útil, axeitado para varios ambientes.

Os servomotores de CA tamén son motores sen escobillas, que se dividen en motores síncronos e asíncronos.Na actualidade, os motores síncronos úsanse xeralmente no control de movemento.O rango de potencia é grande, a potencia pode ser grande, a inercia é grande, a velocidade máxima é baixa e a velocidade aumenta co aumento da potencia.Descenso uniforme de velocidade, axeitado para ocasións de baixa velocidade e de marcha suave.

O rotor dentro do servomotor é un imán permanente.O controlador controla a electricidade trifásica U/V/W para formar un campo electromagnético.O rotor xira baixo a acción deste campo magnético.Ao mesmo tempo, o codificador que vén co motor transmite o sinal de retroalimentación ao condutor.Os valores compáranse para axustar o ángulo de rotación do rotor.A precisión do servomotor depende da precisión do codificador (número de liñas).

Que é un servomotor?Cantos tipos hai?Cales son as características de traballo?

Resposta: O servomotor, tamén coñecido como motor executivo, úsase como actuador no sistema de control automático para converter o sinal eléctrico recibido nun desprazamento angular ou saída de velocidade angular no eixe do motor.

Os servomotores divídense en dúas categorías: servomotores DC e AC.As súas principais características son que non hai auto-rotación cando a tensión do sinal é cero, e a velocidade diminúe a unha velocidade uniforme co aumento do par.

Cal é a diferenza de rendemento entre un servomotor AC e un servomotor DC sen escobillas?

Resposta: o rendemento do servomotor de CA é mellor, porque o servo de CA está controlado por unha onda sinusoidal e a ondulación do par é pequena;mentres que o servo DC sen escobillas está controlado por unha onda trapezoidal.Pero o servocontrol DC sen escobillas é relativamente sinxelo e barato.

O rápido desenvolvemento da tecnoloxía de servoaccionamento de CA de imán permanente fixo que o servosistema de CC se enfrontase á crise de ser eliminado.Co desenvolvemento da tecnoloxía, a tecnoloxía de servomotores de CA de imán permanente conseguiu un desenvolvemento excepcional e os famosos fabricantes de electricidade de varios países lanzaron continuamente novas series de servomotores e servoaccionamentos de CA.O servosistema de CA converteuse na principal dirección de desenvolvemento do servosistema contemporáneo de alto rendemento, o que fai que o servosistema de CC se enfronte á crise de ser eliminado.

En comparación cos servomotores DC, os servomotores AC de imán permanente teñen as seguintes vantaxes principais:

⑴Sen escobilla e conmutador, o funcionamento é máis fiable e sen mantemento.

(2) O quecemento do enrolamento do estator redúcese moito.

⑶ A inercia é pequena e o sistema ten unha boa resposta rápida.

⑷ O estado de traballo a alta velocidade e alto par é bo.

⑸Tamaño pequeno e peso lixeiro baixo a mesma potencia.

Principio do servomotor

A estrutura do estator do servomotor de CA é basicamente similar á do motor asíncrono monofásico de fase dividida do capacitor.O estator está equipado con dous enrolamentos cunha diferenza mutua de 90 °, un é o devanado de excitación Rf, que sempre está conectado á tensión de CA Uf;o outro é o devanado de control L, que está conectado á tensión de sinal de control Uc.Polo tanto, o servomotor de CA tamén se chama dous servomotores.

O rotor do servomotor de CA adoita facerse nunha gaiola de esquío, pero para que o servomotor teña un amplo rango de velocidades, características mecánicas lineais, sen fenómeno de "autorrotación" e rendemento de resposta rápida, en comparación cos motores comúns, debe ten A resistencia do rotor é grande e o momento de inercia é pequeno.Na actualidade, hai dous tipos de estruturas de rotor que se usan amplamente: un é o rotor de gaiola de esquío con barras guía de alta resistividade feitas de materiais condutores de alta resistividade.Para reducir o momento de inercia do rotor, o rotor faise esvelto;o outro é un rotor en forma de vaso oco feito de aliaxe de aluminio, a parede da copa é de só 0,2 -0,3 mm, o momento de inercia do rotor en forma de copa oca é pequeno, a resposta é rápida e o funcionamento é estable, polo que é moi utilizado.

Cando o servomotor de CA non ten tensión de control, só existe o campo magnético pulsante xerado polo devanado de excitación no estator e o rotor está estacionario.Cando hai unha tensión de control, no estator xérase un campo magnético xiratorio e o rotor xira na dirección do campo magnético xiratorio.Cando a carga é constante, a velocidade do motor cambia coa magnitude da tensión de control.Cando a fase da tensión de control é oposta, o servomotor invertirase.

Aínda que o principio de funcionamento do servomotor de CA é semellante ao do motor asíncrono monofásico operado por capacitor, a resistencia do rotor do primeiro é moito maior que a do segundo.Polo tanto, en comparación co motor asíncrono operado por capacitor, o servomotor ten tres características salientables:

1. Gran par de arranque: debido á gran resistencia do rotor, a característica de par (característica mecánica) está máis próxima á lineal e ten un par de arranque maior.Polo tanto, cando o estator ten unha tensión de control, o rotor xira inmediatamente, o que ten as características de arranque rápido e alta sensibilidade.

2. Amplio rango de funcionamento: funcionamento estable e baixo ruído.[/p][p=30, 2, left] 3. Non hai fenómeno de auto-rotación: se o servomotor en funcionamento perde a tensión de control, o motor deixará de funcionar inmediatamente.

Que é o "micromotor de transmisión de precisión"?

O "micromotor de transmisión de precisión" pode executar de forma rápida e correcta instrucións que cambian frecuentemente no sistema e impulsar o servomecanismo para completar o traballo esperado pola instrución, e a maioría deles poden cumprir os seguintes requisitos:

1. Pode iniciar, deter, frear, retroceder e correr a baixa velocidade con frecuencia e ten unha alta resistencia mecánica, un alto nivel de resistencia á calor e un alto nivel de illamento.

2. Boa capacidade de resposta rápida, gran torque, pequeno momento de inercia e pequena constante de tempo.

3. Con controlador e controlador (como servomotor, motor paso a paso), o rendemento do control é bo.

4. Alta fiabilidade e alta precisión.

A categoría, estrutura e rendemento do "micromotor de transmisión de precisión"

Servomotor AC

(1) Servomotor AC bifásico tipo gaiola (rotor tipo gaiola delgado, características mecánicas aproximadamente lineais, pequeno volume e corrente de excitación, servo de baixa potencia, operación a baixa velocidade non é suficientemente suave)

(2) Servomotor AC bifásico de rotor de copa non magnético (rotor sen núcleo, características mecánicas case lineais, gran volume e corrente de excitación, servo de pequena potencia, funcionamento suave a baixa velocidade)

(3) Servomotor de CA bifásico con rotor de vaso ferromagnético (rotor de copa feito de material ferromagnético, características mecánicas case lineais, gran momento de inercia do rotor, pequeno efecto de engranaxe, funcionamento estable)

(4) Servomotor de CA de imán permanente síncrono (unidade coaxial integrada que consta dun motor síncrono de imán permanente, un tacómetro e un elemento de detección de posición, o estator é trifásico ou bifásico e o rotor de material magnético debe estar equipado con o rango de velocidade é amplo e as características mecánicas están compostas por área de par constante e área de potencia constante, que se pode bloquear continuamente, cun bo rendemento de resposta rápida, gran potencia de saída e pequenas fluctuacións de par unidade de onda cadrada e unidade de onda sinusoidal, bo rendemento de control e produtos químicos de integración electromecánica)

(5) Servomotor de CA trifásico asíncrono (o rotor é semellante ao motor asíncrono tipo gaiola e debe estar equipado cun controlador. Adopta control vectorial e amplía o rango de regulación da velocidade de potencia constante. Úsase principalmente en sistemas de regulación da velocidade do fuso da máquina-ferramenta)

servomotor DC

(1) Servomotor DC de bobinado impreso (o rotor de disco e o estator de disco están unidos axialmente con aceiro magnético cilíndrico, o momento de inercia do rotor é pequeno, non hai efecto de engranaxe, non hai efecto de saturación e o par de saída é grande)

(2) Servomotor DC tipo disco enrolado con fío (o rotor de disco e o estator están unidos axialmente con aceiro magnético cilíndrico, o momento de inercia do rotor é pequeno, o rendemento do control é mellor que outros servomotores DC, a eficiencia é alta e o par de saída é grande)

(3) Motor de CC de imán permanente de armadura tipo copa (rotor sen núcleo, momento de inercia do rotor pequeno, adecuado para servosistema de movemento incremental)

(4) Servomotor DC sen escobillas (o estator é de bobinado multifásico, o rotor é de imán permanente, con sensor de posición do rotor, sen interferencias de chispa, longa vida útil, baixo ruído)

motor de par

(1) Motor de par de CC (estrutura plana, número de polos, número de ranuras, número de pezas de conmutación, número de condutores en serie; gran par de saída, traballo continuo a baixa velocidade ou parado, boas características mecánicas e de axuste, pequena constante de tempo electromecánica )

(2) Motor de par de CC sen escobillas (estrutura similar ao servomotor de CC sen escobillas, pero plano, con moitos polos, ranuras e condutores en serie; gran par de saída, boas características mecánicas e de axuste, longa vida útil, sen faíscas, sen ruído baixo)

(3) Motor de par de CA tipo gaiola (rotor tipo gaiola, estrutura plana, gran número de polos e ranuras, gran par de arranque, pequena constante de tempo electromecánica, operación de rotor bloqueado a longo prazo e propiedades mecánicas suaves)

(4) Motor de par de CA de rotor sólido (rotor sólido feito de material ferromagnético, estrutura plana, gran número de polos e ranuras, rotor bloqueado a longo prazo, funcionamento suave, propiedades mecánicas suaves)

motor paso a paso

(1) Motor paso a paso reactivo (o estator e o rotor están feitos de chapas de aceiro de silicio, non hai enrolamento no núcleo do rotor e hai un enrolamento de control no estator; o ángulo de paso é pequeno, a frecuencia de arranque e funcionamento é alta). , a precisión do ángulo do paso é baixa e non hai un par de autobloqueo)

(2) Motor paso a paso de imán permanente (rotor de imán permanente, polaridade de magnetización radial; ángulo de paso grande, baixa frecuencia de arranque e funcionamento, par de retención e menor consumo de enerxía que o tipo reactivo, pero requírense pulsos positivos e negativos de corrente)

(3) Motor paso a paso híbrido (rotor de imán permanente, polaridade de magnetización axial; alta precisión do ángulo de paso, par de retención, pequena corrente de entrada, imán reactivo e permanente).