交流伺服電機與普通電機區別

ID:167086 · 發表于 2017-6-28 17:25

　　1、根據電機的不同應用領域，電機的種類很多，交流伺服電機屬于控制類電機。伺服的基本概念是準確、精確、快速定位。伺服電機的構造與普通電機是有區別的，帶編碼器反饋閉環控制，能滿足快速響應和準確定位。
　　現在市面上流通的交流伺服電機多為永磁同步交流伺服，這種電機受工藝限制，很難做到很大的功率，十幾Kw以上的同步伺服電機價格很貴，在這樣的現場應用，多采用交流異步伺服電機，往往采用變頻器驅動。
　　2、電機的材料、結構和加工工藝，交流伺服電機要遠遠高于變頻器驅動的交流電機(一般交流電機或恒力矩、恒功率等各類變頻電機)。就是說當伺服驅動器輸出電流、電壓、頻率變化很快時，伺服電機能產生響應的動作變化，響應特性和抗過載能力遠遠高于變頻器驅動的交流電機。當然不是說變頻器輸出不了變化那么快的電源信號，而是電機本身就反應不了，所以在變頻器的內部算法設定時為了保護電機做了相應的過載設定。
　　3、交流電機一般分為同步和異步電機：
　　(1)交流同步電機：就是轉子是由永磁材料構成，所以轉動后，隨著電機的定子旋轉磁場的變化，轉子也做響應頻率的速度變化，而且轉子速度=定子速度，所以稱“同步”。
　　(2)交流異步電機：轉子由感應線圈和材料構成。轉動后，定子產生旋轉磁場，磁場切割定子的感應線圈，轉子線圈產生感應電流，進而轉子產生感應磁場，感應磁場追隨　　定子旋轉磁場的變化，但轉子的磁場變化永遠小于定子的變化，一旦等于就沒有變化的磁場切割轉子的感應線圈，轉子線圈中也就沒有了感應電流，轉子磁場消失，轉子失速又與定子產生速度差又重新獲得感應電流。。。所以在交流異步電機里有個關鍵的參數是轉差率就是轉子與定子的速度差的比率。
　　(3)對應交流同步和異步電機，變頻器就有相應的同步變頻器和異步變頻器，伺服電機也有交流同步伺服和交流異步伺服。當然變頻器里交流異步變頻常見，伺服則交流同步伺服常見。
　　4、交流伺服電機與普通電機還有很多區別，可以參考一下《電機學》方面的書籍;普通電機通常功率很大，尤其是啟動電流很大，伺服驅動器的電流容量不能滿足要求。可從電機的尺寸就知道原因了。
　　關于伺服的應用。有很多方面，連一個小小的電磁調壓閥，也可以算上一個伺服系統。其他伺服應用如火炮或雷達，用作隨動，要求實時性好，動態響應快，超調小，精度在其次。如果是機床，則經常用作恒速，位置高精度，實時性要求不高。
　　首先得確定你應用在什么場合。如果用在機床上，則控制部分硬件可以設計得相對簡單一些，成本也相應低些。如果用于軍工，則內部固件設計時控制算法應該更靈活，比如提供位置環濾波、速度環濾波、非線性、最優化或智能化算法。當然不需要在一個硬件部分上實現。可以面向對象做成幾種類型的產品。
　　交流伺服在加工中心、自動車床、電動注塑機、機械手、印刷機、包裝機、彈簧機、三坐標測量儀、電火花加工機等等方面的設備有廣闊的應用。
　　關于步進電機和交流伺服電機的性能有較大差別。
　　步進電機是一種離散運動的裝置，它和現代數字控制技術有著本質的聯系。在目前國內的數字控制系統中，步進電機的應用十分廣泛。隨著全數字式交流伺服系統的出現，交流伺服電機也越來越多地應用于數字控制系統中。為了適應數字控制的發展趨勢，運動控制系統中大多采用步進電機或全數字式交流伺服電機作為執行電動機。
　　雖然兩者在控制方式上相似(脈沖串和方向信號)，但在使用性能和應用場合上存在著較大的差異。如：1、制精度不同;2、低頻特性不同 3、矩頻特性不同 4、過載能力不同 5、運行性能不同 6、速度響應性能不同。
　　交流伺服系統在許多性能方面都優于步進電機。但在一些要求不高的場合也經常用步進電機來做執行電動機。所以，在控制系統的設計過程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素，選用適當的控制電機。
　　有關伺服零點開關的問題。
　　找零的方法有很多種，可根據所要求的精度及實際要求來選擇。可以伺服電機自身完成(有些品牌伺服電機有完整的回原點功能)，也可通過上位機配合伺服完成，但回原點的原理基本上常見的有以下幾種。
　　一、伺服電機尋找原點時，當碰到原點開關時，馬上減速停止，以此點為原點。
　　二、回原點時直接尋找編碼器的Z相信號，當有Z相信號時，馬上減速停止。這種回原方法一般只應用在旋轉軸，且回原速度不高，精度也不高。
　　同步帶的安裝對伺服定位也有很大影響嗎。
　　這個情況，得知道伺服是不是調得很軟?常見伺服是用脈沖控制的，那么，位置環的比例增益，速度環比例增益、積分時間常數分別是多少?
　　位置環比例增益：21rad/s
　　速度環比例增益：105rad/s
　　速度環積分時間常數：84ms
　　關于伺服的三種控制方式
　　一般伺服都有三種控制方式：速度控制方式，轉矩控制方式，位置控制方式。想知道的就是這三種控制方式具體根據什么來選擇的?
　　速度控制和轉矩控制都是用模擬量來控制的。位置控制是通過發脈沖來控制的。具體采用什么控制方式要根據客戶的要求，滿足何種運動功能來選擇。
　　如果您對電機的速度、位置都沒有要求，只要輸出一個恒轉矩，當然是用轉矩模式。
　　如果對位置和速度有一定的精度要求，而對實時轉矩不是很關心，用轉矩模式不太方便，用速度或位置模式比較好。如果上位控制器有比較好的閉環控制功能，用速度控制效果會好一點。如果本身要求不是很高，或者，基本沒有實時性的要求，用位置控制方式對上位控制器沒有很高的要求。
　　就伺服驅動器的響應速度來看，轉矩模式運算量最小，驅動器對控制信號的響應最快;位置模式運算量最大，驅動器對控制信號的響應最慢。松下伺服電機官網深圳日弘忠信【松下伺服電機價格批發熱線:40000-222-506】是松下伺服電機代理商，主營松下A6伺服電機、400w/700w松下伺服電機等各型號庫存現貨供應。
　　對運動中的動態性能有比較高的要求時，需要實時對電機進行調整。那么如果控制器本身的運算速度很慢(比如PLC，或低端運動控制器)，就用位置方式控制。如果控制器運算速度比較快，可以用速度方式，把位置環從驅動器移到控制器上，減少驅動器的工作量，提高效率(比如大部分中高端運動控制器);如果有更好的上位控制器，還可以用轉矩方式控制，把速度環也從驅動器上移開，這一般只是高端專用控制器才能這么干，而且，這時完全不需要使用伺服電機。
　　換一種說法是：
　　1、轉矩控制：轉矩控制方式是通過外部模擬量的輸入或直接的地址的賦值來設定電機軸對外的輸出轉矩的大小，具體表現為例如10V對應5Nm的話，當外部模擬量設定為5V時電機軸輸出為2.5Nm:如果電機軸負載低于2.5Nm時電機正轉，外部負載等于2.5Nm時電機不轉，大于2.5Nm時電機反轉(通常在有重力負載情況下產生)。可以通過即時的改變模擬量的設定來改變設定的力矩大小，也可通過通訊方式改變對應的地址的數值來實現。
　　應用主要在對材質的受力有嚴格要求的纏繞和放卷的裝置中，例如饒線裝置或拉光纖設備，轉矩的設定要根據纏繞的半徑的變化隨時更改以確保材質的受力不會隨著纏繞半徑的變化而改變。
　　2、位置控制：位置控制模式一般是通過外部輸入的脈沖的頻率來確定轉動速度的大小，通過脈沖的個數來確定轉動的角度，也有些伺服可以通過通訊方式直接對速度和位移進行賦值。由于位置模式可以對速度和位置都有很嚴格的控制，所以一般應用于定位裝置。
　　應用領域如數控機床、印刷機械等等。
　　3、速度模式：通過模擬量的輸入或脈沖的頻率都可以進行轉動速度的控制，在有上位控制裝置的外環PID控制時速度模式也可以進行定位，但必須把電機的位置信號或直接負載的位置信號給上位反饋以做運算用。位置模式也支持直接負載外環檢測位置信號，此時的電機軸端的編碼器只檢測電機轉速，位置信號就由直接的最終負載端的檢測裝置來提供了，這樣的優點在于可以減少中間傳動過程中的誤差，增加了整個系統的定位精度。

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交流伺服電機與普通電機區別