伺服的結(jié)構(gòu)是怎樣的？最簡(jiǎn)單的伺服控制單元之一是伺服電機(jī)和伺服控制器。今天我們來分析一下伺服電機(jī)和伺服控制器。
運(yùn)動(dòng)原理。
右手螺旋法則(安培法則)-起電和磁力產(chǎn)生。
安培定律，也稱右手螺旋定律，是表示電流與電流激發(fā)的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)線方向之間關(guān)系的一種定律。通電直導(dǎo)線中的安培法則:右手握住通電直導(dǎo)線，讓拇指指向電流方向，那么四個(gè)手指的方向就是磁感應(yīng)線的環(huán)繞方向；通電螺線管中的安培定律:用右手握住通電螺線管，使四個(gè)手指向與電流相同的方向彎曲，那么拇指所指的一端就是通電螺線管的N極。
弗萊明左手磁力定律。
載流導(dǎo)線在外磁場(chǎng)中應(yīng)力方向的確定規(guī)則。也稱為馬達(dá)法則。左手平，拇指與其他四指垂直，手掌面向N級(jí)，四指為電流方向，拇指為載流導(dǎo)線在外磁場(chǎng)中的受力方向。
DC伺服電機(jī)結(jié)構(gòu)。
伺服控制單元。
※伺服語言來源于拉丁語，原意為“slave”，意思是通過閉環(huán)控制來控制機(jī)械系統(tǒng)的位置、扭矩、速度或加速度，它是自動(dòng)控制系統(tǒng)中的執(zhí)行單元，將上位控制器的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電機(jī)軸上的角位移或角速度?！堑?。
1.控制器:動(dòng)作指令信號(hào)的輸出裝置。
2.驅(qū)動(dòng)器:接收控制指令并驅(qū)動(dòng)電機(jī)的裝置。
3.伺服電機(jī):驅(qū)動(dòng)受控對(duì)象并檢測(cè)其狀態(tài)的裝置。
伺服電機(jī)的類型。
伺服電機(jī)的類型大致可分為以下三種:
1.同步型:采用永磁同步電機(jī)，斷電時(shí)有發(fā)電作用，制動(dòng)容易，但由于工藝材料問題，電機(jī)容量有限。ゥ轉(zhuǎn)子:永磁體；定子:線圈]
2.感應(yīng)式:感應(yīng)式電機(jī)與通用電機(jī)結(jié)構(gòu)相似，結(jié)構(gòu)牢固，高速時(shí)轉(zhuǎn)矩性能好，但電機(jī)容易發(fā)熱，容量(7.5KW以上)多為這種形式。轉(zhuǎn)子和定子都是線圈)
3.DC型:DC伺服電機(jī)，存在碳刷磨損產(chǎn)生灰塵的問題，不宜在無塵場(chǎng)所使用，主要是容量小。ゥ轉(zhuǎn)子:線圈；定子:永磁體；換向器:磁刷]
SM同步伺服電機(jī)。
優(yōu)點(diǎn):1。免維護(hù)?！堑摹?.耐環(huán)境性好。3.扭矩特性好，扭矩恒定。4.停電時(shí)可以產(chǎn)生制動(dòng)。5.體積小，重量輕。6.效率高。
缺點(diǎn):1。放大器比DC結(jié)構(gòu)更復(fù)雜?！堑摹?.電機(jī)和放大器必須以1:1的比例一起使用。3.永磁體可能會(huì)消磁。
IM感應(yīng)伺服電機(jī)。
優(yōu)點(diǎn):1。易于維護(hù)?！堑?。2.耐環(huán)境性好。3.高速時(shí)良好的扭矩特性。4.可以以良好的效率制造大容量。5.結(jié)構(gòu)堅(jiān)固。
缺點(diǎn):1。容量小型號(hào)，效率差。※是的。2.放大器比DC形狀的結(jié)構(gòu)更復(fù)雜。3.萬一停電，動(dòng)力制動(dòng)是不可能的。4.隨溫度變化的影響特性。5.放大器和馬達(dá)必須以1:1的比例使用。
DC·DC伺服電機(jī)。
優(yōu)點(diǎn):1。伺服驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單?！堑?。2.停電時(shí)可產(chǎn)生制動(dòng)。3.體積小，價(jià)格低。4.效率不錯(cuò)。
缺點(diǎn):1。整流器外圍需要定期維護(hù)。※是的。2.碳刷磨損了(碳粉)，不能用在需要的地方。3.由于整流器碳刷問題，高速時(shí)轉(zhuǎn)矩差。4.永磁體可能會(huì)消磁。
伺服控制原理。
伺服系統(tǒng)最大的特點(diǎn):可以通過反饋信號(hào)控制方式將命令值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，從而大大降低了誤差條件。
什么是反饋信號(hào):給被控對(duì)象下達(dá)指令后，正確跟蹤找出當(dāng)前值，并隨時(shí)反饋被控內(nèi)容的偏差值，目標(biāo)對(duì)象到達(dá)目的地后反饋位置值，等等。
控制流程:檢查機(jī)械本體的位置?；芈肥且粋€(gè)閉合系統(tǒng)，稱為全閉環(huán)。相反，檢測(cè)電機(jī)軸端的回路系統(tǒng)稱為半閉環(huán)。
伺服驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
整流器:通過整流器，將交流電源轉(zhuǎn)換成DC電源，經(jīng)電容濾波，產(chǎn)生無脈動(dòng)的穩(wěn)定DC電源。
逆變部分:控制部分輸出的SPWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)IGBT，將DC電源轉(zhuǎn)換成SPWM波形驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)。
控制部分:伺服單元采用全數(shù)字結(jié)構(gòu)，在高性能硬件支持下實(shí)現(xiàn)軟件閉環(huán)控制?，F(xiàn)在，所有的伺服系統(tǒng)都采用了(DSP數(shù)字信號(hào)處理)芯片，DSP，它可以執(zhí)行位置、速度、扭矩和電流控制器的功能。給出了脈寬調(diào)制信號(hào)?？刂菩盘?hào)作用于動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元，并能接收加工位置和電流的反饋。它有一個(gè)通訊接口。
編碼器:伺服電機(jī)配有高性能轉(zhuǎn)角測(cè)量編碼器，可精確測(cè)量轉(zhuǎn)子位置和電機(jī)轉(zhuǎn)速。
逆變器采用新型電力電子半導(dǎo)體器件。目前，伺服控制系統(tǒng)的輸出器件越來越多地使用高開關(guān)頻率的新型功率半導(dǎo)體器件，主要包括大功率晶體管(GTR)、功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)和絕緣柵晶體管(IGPT)。這些先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用顯著降低了伺服單元輸出回路的功耗，提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度，降低了運(yùn)行噪聲。
特別是，最新的伺服控制系統(tǒng)已經(jīng)開始使用一種新型模塊，這種模塊將控制電路功能與大功率電子開關(guān)設(shè)備集成在一起，稱為智能功率模塊(IntelligentPowerModules，IPM)。該裝置將輸入隔離、能耗制動(dòng)、過溫、過壓、過流保護(hù)和故障診斷功能集成到一個(gè)小模塊中。其輸入邏輯電平與TTL信號(hào)完全兼容，可以直接與微處理器的輸出接口。它的應(yīng)用大大簡(jiǎn)化了伺服單元的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了伺服系統(tǒng)的小型化。