伺服電機(jī)簡(jiǎn)介

伺服電機(jī)是指在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，是一種補(bǔ)助馬達(dá)間接變速裝置。伺服電機(jī)可使控制速度，位置精度非常準(zhǔn)確，可以將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象。伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號(hào)控制，并能快速反應(yīng)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，且具有機(jī)電時(shí)間常數(shù)小、線性度高等特性，可把所收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動(dòng)機(jī)兩大類，其主要特點(diǎn)是，當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)無(wú)自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。

伺服電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)的性能比較

矩頻特性不同。步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)急劇下降，所以其zui高工作轉(zhuǎn)速一般在300～600RPM。交流伺服電機(jī)為恒力矩輸出，即在其額定轉(zhuǎn)速（一般為2000RPM或3000RPM）以內(nèi)，都能輸出額定轉(zhuǎn)矩，在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出。

過(guò)載能力不同。步進(jìn)電機(jī)一般不具有過(guò)載能力。交流伺服電機(jī)具有較強(qiáng)的過(guò)載能力。以三洋交流伺服系統(tǒng)為例，它具有速度過(guò)載和轉(zhuǎn)矩過(guò)載能力。其轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的二到三倍，可用于克服慣性負(fù)載在啟動(dòng)瞬間的慣性力矩。步進(jìn)電機(jī)因?yàn)闆](méi)有這種過(guò)載能力，在選型時(shí)為了克服這種慣性力矩，往往需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電機(jī)，而機(jī)器在正常工作期間又不需要那么大的轉(zhuǎn)矩，便出現(xiàn)了力矩浪費(fèi)的現(xiàn)象。

伺服電機(jī)相關(guān)參數(shù)設(shè)置方法

1、位置前饋增益：設(shè)定位置環(huán)的前饋增益。設(shè)定值越大時(shí)，表示在任何頻率的指令脈沖下，位置滯后量越小位置環(huán)的前饋增益大，控制系統(tǒng)的高速響應(yīng)特性提高，但會(huì)使系統(tǒng)的位置不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生振蕩。不需要很高的響應(yīng)特性時(shí)，本參數(shù)通常設(shè)為0表圍：0~100% 。

2、位置比例增益：設(shè)定位置環(huán)調(diào)節(jié)器的比例增益。設(shè)置值越大，增益越高，剛度越大，相同頻率指令脈沖條件下，位置滯后量越小。但數(shù)值太大可能會(huì)引起振蕩或超調(diào)。參數(shù)數(shù)值由具體的伺服驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)型號(hào)和負(fù)載情況而定。

3、速度積分時(shí)間常數(shù)：設(shè)定速度調(diào)節(jié)器的積分時(shí)間常數(shù)。設(shè)置值越小，積分速度越快。參數(shù)數(shù)值根據(jù)具體的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)型號(hào)和負(fù)載情況確定。一般情況下，負(fù)載慣量越大，設(shè)定值越大。在系統(tǒng)不產(chǎn)生振蕩的條件下，盡量設(shè)定較小的值。

4、速度比例增益：設(shè)定速度調(diào)節(jié)器的比例增益。設(shè)置值越大，增益越高，剛度越大。參數(shù)數(shù)值根據(jù)具體的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)型號(hào)和負(fù)載值情況確定。一般情況下，負(fù)載慣量越大，設(shè)定值越大。在伺服驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)不產(chǎn)生振蕩的條件下，盡量設(shè)定較大的值。

伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器制動(dòng)阻力的產(chǎn)生

同步電機(jī)可作為電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，也可作為發(fā)電機(jī)發(fā)電。伺服電機(jī)加速旋轉(zhuǎn)時(shí)相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)，但減速旋轉(zhuǎn)時(shí)就轉(zhuǎn)為發(fā)電機(jī)，這是旋轉(zhuǎn)電機(jī)的特性。根據(jù)弗萊明左手定則及弗萊明右手定則、楞次定律可解釋這種現(xiàn)象。

電機(jī)轉(zhuǎn)為發(fā)電機(jī)時(shí)，電流將反饋回驅(qū)動(dòng)器，電機(jī)軸產(chǎn)生阻力，驅(qū)動(dòng)器必須將多余電流轉(zhuǎn)成熱能消耗，消耗方法就是加制動(dòng)阻抗，將電流導(dǎo)入制動(dòng)阻抗轉(zhuǎn)成熱能。制動(dòng)阻抗的容量隨電機(jī)功率及負(fù)載大小不同，供應(yīng)商一般提供相應(yīng)的規(guī)格，以便選用。小功率伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部一般配置容量足夠的制動(dòng)阻抗，大功率伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器一般外加制動(dòng)阻抗，與變頻器使用的方法相同。