交流伺服控制电机伺服电机控制原理.pdfVIP

www.PLC 伺服电机servomotor “伺服”一词源于希腊语“奴隶”的意思。“伺服电机”可以理解为 绝对服从控制信号指挥的电机：在控制信号发出之前，转子静止不动； 当控制信号发出时，转子立即转动；当控制信号消失时，转子能即时 停转。 伺服电机是自动控制装置中被用作执行元件的微特电机，其功能是将 电信号转换成转轴的角位移或角速度。 伺服电机分为交流伺服和直流伺服两大类 交流伺服电机的基本构造与交流感应电动机（异步电机）相似。在定 子上有两个相空间位移90°电角度的励磁绕组Wf和控制绕组WcoWf， 接恒定交流电压，利用施加到Wc上的交流电压或相位的变化，达到 www.91HMI.com www.PLC 控制电机运行的目的。交流伺服电机具有运行稳定、可控性好、响应 快速、灵敏度高以及机械特性和调节特性的非线性度指标严格（要求 分别小于10％～15％和小于15％～25％）等特点。 直流伺服电机基本构造与一般直流电动机相似。电机转速n＝E／K1j ＝（Ua－IaRa）／K1j，式中E为电枢反电动势，K为常数，j为每极 磁通，Ua、Ia为电枢电压和电枢电流，Ra为电枢电阻，改变Ua或改 变φ，均可控制直流伺服电动机的转速，但一般采用控制电枢电压的 方法，在永磁式直流伺服电动机中，励磁绕组被永久磁铁所取代，磁 通φ恒定。直流伺服电动机具有良好的线性调节特性及快速的时间响 应。 www.91HMI.com www.PLC 直流伺服电机的优点和缺点 优点：速度控制精确，转矩速度特性很硬，控制原理简单，使用方便， 价格便宜。 缺点：电刷换向，速度限制，附加阻力，产生磨损微粒(无尘易爆环 境不宜) 交流伺服电机的优点和缺点 优点：速度控制特性良好，在整个速度区内可实现平滑控制，几乎无 振荡，90%以上的高效率，发热少，高速控制，高精确度位置控制（取 决于编码器精度），额定运行区域内，可实现恒力矩，惯量低，低噪 音，无电刷磨损，免维护（适用于无尘、易爆环境） www.91HMI.com www.PLC 缺点：控制较复杂，驱动器参数需要现场调整PID参数确定，需要更 多的连线。 直流伺服电机分为有刷和无刷电机。 有刷电机成本低，结构简单，启动转矩大，调速范围宽，控制容易， 需要维护，但维护方便（换碳刷），产生电磁干扰，对使用环境有要 求，通常用于对成本敏感的普通工业和民用场合。 无刷电机体积小重量轻，出力大响应快，速度高惯量小，力矩稳定转 动平滑，控制复杂，智能化，电子换相方式灵活，可以方波或正弦波 换相，电机免维护，高效节能，电磁辐射小，温升低寿命长，适用于 各种环境。 www.91HMI.com www.PLC 交流伺服电机也是无刷电机，分为同步和异步电机，目前运动控制中 一般都用同步电机，其功率范围大，功率可以做到很大，大惯量，最 高转速低，转速随功率增大而匀速下降，适用于低速平稳运行场合。 伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制U/V/W三相电形成电磁