直流伺服電機基本構造與一般直流電動(dòng)機相似。電機轉速n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j,式中E為電樞反電動(dòng)勢,K為常數,j為每極磁通,Ua、Ia為電樞電壓和電樞電流,Ra為電樞電阻,改變Ua或改變φ,均可控制直流伺服電動(dòng)機的轉速,但一般采用控制電樞電壓的方法,在永磁式直流伺服電動(dòng)機中,勵磁繞組被永久磁鐵所取代,磁通φ恒定。直流伺服電動(dòng)機具有良好的線(xiàn)性調節特性及快速的時(shí)間響應。
直流伺服電機的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):速度控制精確,轉矩速度特性很硬,控制原理簡(jiǎn)單,使用方便,價(jià)格便宜。
缺點(diǎn):電刷換向,速度限制,附加阻力,產(chǎn)生磨損微粒(無(wú)塵易爆環(huán)境不宜)
(1)印制繞組直流伺服電機(盤(pán)形轉子、盤(pán)形定子軸向粘接柱狀磁鋼,轉子轉動(dòng)慣量小,無(wú)齒槽效應,無(wú)飽和效應,輸出轉矩大)
(2)線(xiàn)繞盤(pán)式直流伺服電機(盤(pán)形轉子、定子軸向粘接柱狀磁鋼,轉子轉動(dòng)慣量小,控制性能優(yōu)于其他直流伺服電機,效率高,輸出轉矩大)
(3)杯型電樞永磁直流電機(空心杯轉子,轉子轉動(dòng)慣量小,適用于增量運動(dòng)伺服系統)
(4)無(wú)刷直流伺服電機(定子為多相繞組,轉子為永磁式,帶轉子位置傳感器,無(wú)火花干擾,壽命長(cháng),噪聲低)
直流伺服電機分為有刷和無(wú)刷電機
有刷電機成本低,結構簡(jiǎn)單,啟動(dòng)轉矩大,調速范圍寬,控制容易,需要維護,但維護方便(換碳刷),產(chǎn)生電磁干擾,對使用環(huán)境有要求,通常用于對成本敏感的普通工業(yè)和民用場(chǎng)合。
無(wú)刷電機體積小重量輕,出力大響應快,速度高慣量小,力矩穩定轉動(dòng)平滑,控制復雜,智能化,電子換相方式靈活,可以方波或正弦波換相,電機免維護,高效節能,電磁輻射小,溫升低壽命長(cháng),適用于各種環(huán)境。
交流伺服電機也是無(wú)刷電機,分為同步和異步電機,目前運動(dòng)控制中一般都用同步電機,其功率范圍大,功率可以做到很大,大慣量,最高轉速低,轉速隨功率增大而勻速下降,適用于低速平穩運行場(chǎng)合
伺服電機內部的轉子是永磁鐵,驅動(dòng)器控制U/V/W三相電形成電磁場(chǎng),轉子在此磁場(chǎng)的作用下轉動(dòng),同時(shí)電機自帶的編碼器將反饋信號傳給驅動(dòng)器,對反饋值與目標值進(jìn)行比較,從而調整轉子轉動(dòng)的角度,伺服電機的精度決定于編碼器的精度(線(xiàn)數)。