伺服电机应用培训（高端培训）.pdf

工程师培训资料 • 标题：伺服电机应用培训 （高端培训） • 培训人：xx 交流 (AC)伺服电机应用 目前实用的两类交流伺服电机： ●同步型 （SM） ●感应型 （IM） 现代材料、制造、电子技术的提高促进了伺 服电机产业的迅速发展，系列产品已在工业控制 领域普及应用。 相对直流伺服电机，交流伺服电机具有输出 功率大、抗干扰能力强、可控性好、运行稳定等 优势，大量用于加工机床进给及主轴驱动。 （1）交流伺服电机构造及原理 三大主要部分： ●转子——永磁铁 （SM）或转子线圈 （IM） ●定子——U/V/W三相线圈 ●旋转编码器 （或旋转变压器） 驱动器发送三相交流电，依次输入电机定子 绕组，形成旋转电磁场，转子在此旋转磁场的作 用下转动。 特征：电信号输入精确控制转子转角及角速度 驱动器与旋转编码器： 驱动器：执行电机配套的专门电子控制系统。 电机 自带的编码器采集运行状态的反馈信号， 驱动器比较反馈与 目标值差额进行角度修正。 伺服电机精度： 编码器精度 （线数）。 相关基础知识： ●主磁通：经过转子的定子磁力线，能在旋转的 电枢绕组中感应电动势和电磁场。 ●漏磁通：定子发出的不经过转子的闭合磁力线， 这部分磁通量不做有效功。 ●气隙：定子与转子之间的间隙。 ●气隙磁场：电机运行时转子、定子之间所有磁 场的总和，其中径向分量产生扭矩，为有效量； 切向分量不产生扭矩，为无效量。 异步交流伺服电机 （感应型）控制： 定子上装有两个位 置互差90°的绕组。 励磁绕组Rf ●励磁绕组R ： f 始终接交流电压Uf 控制绕组L ●控制绕组L： 转子 联接控制信号电压Uc U 无信号电压输入时，励磁绕组产生的磁场 c 对称，相互抵消并对电机轴有 自锁效应； 信号输入后产生磁场叠加，形成驱动力矩。 （2）同步型 （SM）电机性能及应用 交流同步伺服电机内部的转子是永磁铁，驱 动器及控制方式与直流无刷电机类似。 控制器发出U/V/W三相交流电，依次接通定子 绕组形成旋转磁场，转子在磁场作用下转动。 同步型转子结构：永磁体 电机 自带编码器，实时反馈信号；执行精度 决定于编码器精度 （线数）。 此类控制相对感应型 （IM）简单、容易。 1）交流永磁同步伺服电机 （SM）性能 控制响应性能最优，主要自动化系统执行器 控制，市面上伺服电机多为永磁同步电机。 ●控制速度非常快 （3-5ms →启动到额定转速） ●启动扭矩大，可驱动大惯量负荷 ●功率密度大，利于小型、轻型 ●结构简单、功率因素高 ●运行平稳，且支持长时间低速转动 ●主要以脉冲量输入 2）与其他电机比较 ●直流电机类：消除了换向器和电刷等缺点 ●异步电机类：不需要无功励磁电流，效率高， 功率因数高，力矩/惯量比大 ●普通同步电机：省除励磁装置，简化了结构， 可达到传统电励磁电机所无法比拟的高性能 ●开关磁阻电机 （SR）：无低速转矩脉动大问 题，可实现了低速稳定运行 ●无刷直流永磁同步电机 （BLDCM）：高精度伺 服驱动中更有优势 3）应用领域 组合转床 目前达到的极限指标 ●单台容量已超过1000KW ●最高转速30万r/min；最低转速0.01r/min ●最小电机的外径：0.8mm，长1.2mm 3D打印设备