Servo variklio pagrindinės žinios

Servo variklio pagrindinės žinios

Žodis „servo“ kilęs iš graikų kalbos žodžio „vergas“.„Servo variklis“ gali būti suprantamas kaip variklis, kuris absoliučiai paklūsta valdymo signalo komandai: prieš siunčiant valdymo signalą, rotorius sustoja;kai siunčiamas valdymo signalas, rotorius iš karto sukasi;dingus valdymo signalui, rotorius gali iš karto sustoti.

Servo variklis yra mikro variklis, naudojamas kaip automatinio valdymo įtaiso pavara.Jo funkcija yra paversti elektrinį signalą į besisukančio veleno kampinį poslinkį arba kampinį greitį.

Servo varikliai skirstomi į dvi kategorijas: AC servo ir DC servo

Pagrindinė kintamosios srovės servovariklio struktūra yra panaši į kintamosios srovės indukcinio variklio (asinchroninio variklio).Yra dvi žadinimo apvijos Wf ir valdymo apvijos WcoWf, kurių fazės erdvės poslinkis yra 90° elektrinis kampas ant statoriaus, prijungtos prie pastovios kintamosios įtampos ir naudojant kintamosios srovės įtampą arba fazės pokytį, taikomą Wc, kad būtų pasiektas veikimo valdymo tikslas. variklio.Kintamosios srovės servo variklis pasižymi stabilaus veikimo, gero valdomumo, greito atsako, didelio jautrumo ir griežtų netiesiškumo rodiklių mechaninių charakteristikų ir reguliavimo charakteristikomis (reikalaujama, kad jos būtų mažesnės nei 10% iki 15% ir mažesnės nei 15% iki 25%. atitinkamai).

Pagrindinė nuolatinės srovės servo variklio struktūra yra panaši į bendro nuolatinės srovės variklio struktūrą.Variklio greitis n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j, kur E – inkaro priešinė elektrovaros jėga, K – konstanta, j – magnetinis srautas poliui, Ua, Ia – armatūros įtampa ir armatūros srovė, Ra yra Armatūros varža, keičiant Ua arba keičiant φ, galima valdyti nuolatinės srovės servo variklio greitį, tačiau paprastai naudojamas armatūros įtampos valdymo metodas.Nuolatinio magneto nuolatinės srovės servo variklyje žadinimo apvija pakeičiama nuolatiniu magnetu, o magnetinis srautas φ yra pastovus..DC servo variklis turi geras linijinio reguliavimo charakteristikas ir greitą atsaką į laiką.

Nuolatinės srovės servo variklių privalumai ir trūkumai

Privalumai: Tikslus greičio valdymas, kietos sukimo momento ir greičio charakteristikos, paprastas valdymo principas, paprastas naudojimas ir pigi kaina.

Trūkumai: šepečio komutacija, greičio ribojimas, papildomas atsparumas ir dilimo dalelės (netinka aplinkai be dulkių ir sprogioje aplinkoje)

Kintamosios srovės servo variklio privalumai ir trūkumai

Privalumai: geros greičio reguliavimo charakteristikos, sklandus valdymas visame sūkių diapazone, beveik nėra svyravimų, didelis efektyvumas virš 90%, mažiau šilumos generuoja, didelio greičio valdymas, didelio tikslumo padėties valdymas (priklauso nuo enkoderio tikslumo), vardinė veikimo sritis Viduje galima pasiekti pastovų sukimo momentą, mažą inerciją, mažą triukšmą, nesidėvi šepetys, nereikalauja priežiūros (tinka aplinkai be dulkių, sprogioje aplinkoje)

Trūkumai: valdymas sudėtingesnis, norint nustatyti PID parametrus reikia vietoje reguliuoti pavaros parametrus, reikia daugiau jungčių.

Nuolatinės srovės servo varikliai skirstomi į šepetėlius ir bešepetėlius

Šlifuoti varikliai yra nebrangūs, paprastos konstrukcijos, didelio paleidimo momento, plataus greičio reguliavimo diapazono, lengvai valdomi, juos reikia prižiūrėti, tačiau juos lengva prižiūrėti (pakeisti anglies šepetį), sukuria elektromagnetinius trukdžius, kelia reikalavimus naudojimo aplinkai, ir paprastai naudojami ekonomiškai jautrioms Įprastoms pramoninėms ir civilinėms progoms.

Varikliai be šepetėlių yra mažo dydžio ir lengvi, didelio galingumo ir greito atsako, didelio greičio ir mažos inercijos, stabilaus sukimo momento ir sklandaus sukimosi, sudėtingo valdymo, protingi, lankstūs elektroninio komutavimo režimu, gali būti komutuojami. kvadratinės arba sinusinės bangos, priežiūros nereikalaujantis variklis, didelis efektyvumas ir energijos taupymas, maža elektromagnetinė spinduliuotė, žemos temperatūros kilimas ir ilgas tarnavimo laikas, tinka įvairioms aplinkoms.

Kintamosios srovės servo varikliai taip pat yra varikliai be šepetėlių, kurie skirstomi į sinchroninius ir asinchroninius.Šiuo metu judesio valdymui dažniausiai naudojami sinchroniniai varikliai.Galios diapazonas yra didelis, galia gali būti didelė, inercija yra didelė, maksimalus greitis yra mažas, o greitis didėja didėjant galiai.Vienodo greičio nusileidimas, tinka mažo greičio ir sklandaus bėgimo progoms.

Servo variklio viduje esantis rotorius yra nuolatinis magnetas.Vairuotojas valdo U/V/W trifazę elektros energiją, kad sudarytų elektromagnetinį lauką.Rotorius sukasi veikiant šiam magnetiniam laukui.Tuo pačiu metu su varikliu esantis kodavimo įrenginys perduoda grįžtamojo ryšio signalą vairuotojui.Vertės lyginamos, kad būtų galima reguliuoti rotoriaus sukimosi kampą.Servo variklio tikslumas priklauso nuo kodavimo tikslumo (eilių skaičiaus).

Kas yra servo variklis?Kiek rūšių yra?Kokios yra darbo savybės?

Atsakymas: Servo variklis, taip pat žinomas kaip vykdomasis variklis, naudojamas kaip automatinio valdymo sistemos pavara, kad gautas elektrinis signalas būtų konvertuojamas į variklio veleno kampinį poslinkį arba kampinio greičio išvestį.

Servo varikliai skirstomi į dvi kategorijas: DC ir AC servo variklius.Pagrindinės jų charakteristikos yra tai, kad kai signalo įtampa lygi nuliui, savaime nesisuka, o didėjant sukimo momentui greitis mažėja vienodu greičiu.

Kuo skiriasi kintamosios srovės servovariklis ir nuolatinės srovės servovariklis be šepetėlių?

Atsakymas: AC servo variklio našumas yra geresnis, nes AC servo valdomas sinusine banga, o sukimo momento pulsacija yra maža;o bešepetėlis nuolatinės srovės servo valdomas trapecijos banga.Tačiau nuolatinės srovės servo valdymas be šepetėlių yra gana paprastas ir pigus.

Dėl spartaus nuolatinio magneto kintamosios srovės servo pavaros technologijos tobulėjimo nuolatinės srovės servosistema susidūrė su krize, kad ji būtų pašalinta.Tobulėjant technologijoms, nuolatinio magneto kintamosios srovės servo pavaros technologija pasiekė išskirtinį vystymąsi, o garsūs elektros gamintojai įvairiose šalyse nuolat pristato naujas kintamosios srovės servovarų ir servo pavarų serijas.Kintamosios srovės servosistema tapo pagrindine šiuolaikinės didelio našumo servosistemos plėtros kryptimi, todėl nuolatinės srovės servo sistema susiduria su krize, kurią reikia pašalinti.

Palyginti su nuolatinės srovės servo varikliais, nuolatinio magneto kintamosios srovės servovarikliai turi šiuos pagrindinius privalumus:

⑴ Be šepečio ir komutatoriaus veikimas yra patikimesnis ir nereikalauja priežiūros.

(2) Statoriaus apvijos šildymas labai sumažėja.

⑶ Inercija yra maža, o sistema greitai reaguoja.

⑷ Didelio greičio ir didelio sukimo momento darbo sąlygos yra geros.

⑸ Mažas dydis ir lengvas svoris vienoda galia.

Servo variklio principas

Kintamosios srovės servovariklio statoriaus struktūra iš esmės yra panaši į kondensatoriaus padalinto fazės vienfazio asinchroninio variklio struktūrą.Statoriuje yra dvi apvijos, kurių tarpusavio skirtumas yra 90°, viena yra žadinimo apvija Rf, kuri visada yra prijungta prie kintamosios srovės įtampos Uf;kita yra valdymo apvija L, kuri yra prijungta prie valdymo signalo įtampos Uc.Taigi kintamosios srovės servo variklis taip pat vadinamas dviem servo varikliais.

Kintamosios srovės servo variklio rotorius paprastai yra pagamintas į voverės narvelį, tačiau norint, kad servo variklis turėtų platų sūkių diapazoną, linijines mechanines charakteristikas, be „autorotacijos“ reiškinio ir greito atsako, palyginti su įprastais varikliais, jis turėtų turi Rotoriaus varža yra didelė, o inercijos momentas mažas.Šiuo metu yra plačiai naudojamos dviejų tipų rotorių konstrukcijos: vienas yra voverės narvelinis rotorius su didelės savitosios kreipiančiosios juostomis, pagamintomis iš didelės varžos laidžių medžiagų.Siekiant sumažinti rotoriaus inercijos momentą, rotorius yra plonas;Kitas Vienas yra tuščiavidurio puodelio formos rotorius, pagamintas iš aliuminio lydinio, puodelio sienelė yra tik 0,2–0,3 mm, tuščiavidurio puodelio formos rotoriaus inercijos momentas yra mažas, atsakas greitas, o veikimas stabilus, todėl jis plačiai naudojamas.

Kai kintamosios srovės servovariklis neturi valdymo įtampos, yra tik pulsuojantis magnetinis laukas, kurį sukuria statoriaus sužadinimo apvija, o rotorius stovi.Esant valdymo įtampai, statoriuje susidaro besisukantis magnetinis laukas, o rotorius sukasi besisukančio magnetinio lauko kryptimi.Kai apkrova yra pastovi, variklio greitis keičiasi atsižvelgiant į valdymo įtampos dydį.Kai valdymo įtampos fazė yra priešinga, servo variklis bus apverstas.

Nors kintamosios srovės servovariklio veikimo principas panašus į kondensatoriaus varomo vienfazio asinchroninio variklio, pirmojo rotoriaus varža yra daug didesnė nei antrojo.Todėl, palyginti su kondensatoriumi valdomu asinchroniniu varikliu, servo variklis turi tris svarbias savybes:

1. Didelis paleidimo sukimo momentas: dėl didelio rotoriaus pasipriešinimo sukimo momento charakteristika (mechaninė charakteristika) yra artimesnė tiesinei ir turi didesnį pradinį sukimo momentą.Todėl, kai statorius turi valdymo įtampą, rotorius iš karto sukasi, o tai turi greito paleidimo ir didelio jautrumo charakteristikas.

2. Platus veikimo diapazonas: stabilus veikimas ir mažas triukšmas.[/p][p=30, 2, left] 3. Nėra savaiminio sukimosi reiškinio: jei veikiantis servo variklis praranda valdymo įtampą, variklis iš karto nustos veikti.

Kas yra „tikslaus perdavimo mikro variklis“?

„Tikslios transmisijos mikrovariklis“ gali greitai ir teisingai vykdyti dažnai kintančias instrukcijas sistemoje ir varyti servo mechanizmą, kad būtų atliktas instrukcijoje numatytas darbas, o dauguma jų gali atitikti šiuos reikalavimus:

1. Jis gali užvesti, sustoti, stabdyti, važiuoti atbuline eiga ir dažnai važiuoti mažu greičiu, turi didelį mechaninį stiprumą, aukštą atsparumo karščiui lygį ir aukštą izoliacijos lygį.

2. Geras greitas atsakas, didelis sukimo momentas, mažas inercijos momentas ir maža laiko konstanta.

3. Su vairuotoju ir valdikliu (pvz., servo varikliu, žingsniniu varikliu) valdymo našumas yra geras.

4. Didelis patikimumas ir didelis tikslumas.

Tikslaus perdavimo mikro variklio kategorija, struktūra ir veikimas

AC servo variklis

(1) Narvelio tipo dviejų fazių kintamosios srovės servovariklis (plonas narvelio tipo rotorius, maždaug tiesinės mechaninės charakteristikos, mažas tūris ir sužadinimo srovė, mažos galios servo variklis, mažo greičio veikimas nėra pakankamai sklandus)

(2) Nemagnetinio puodelio rotoriaus dviejų fazių kintamosios srovės servovariklis (be šerdies rotorius, beveik tiesinės mechaninės charakteristikos, didelis tūris ir sužadinimo srovė, mažas galios servo, sklandus veikimas mažu greičiu)

(3) Dviejų fazių kintamosios srovės servovariklis su feromagnetinio puodelio rotoriumi (puodelio rotorius, pagamintas iš feromagnetinės medžiagos, beveik tiesinės mechaninės charakteristikos, didelis rotoriaus inercijos momentas, mažas krumpliaračio efektas, stabilus veikimas)

(4) Sinchroninis nuolatinio magneto kintamosios srovės servovariklis (koaksialinis integruotas blokas, susidedantis iš nuolatinio magneto sinchroninio variklio, tachometro ir padėties nustatymo elemento, statorius yra 3 arba 2 fazių, o magnetinės medžiagos rotorius turi turėti pavara yra platus, o mechaninės charakteristikos susideda iš pastovaus sukimo momento ploto ir pastovios galios srities, kuri gali būti nuolat fiksuojama, pasižyminti geru greito atsako našumu, didele išėjimo galia ir nedideliu sukimo momento svyravimu kvadratinių bangų ir sinusinių bangų pavara, geras valdymo efektyvumas ir elektromechaninės integracijos cheminiai produktai)

(5) Asinchroninis trifazis kintamosios srovės servovariklis (rotorius panašus į narvelio tipo asinchroninį variklį ir turi būti su tvarkykle. Jis priima vektorinį valdymą ir išplečia pastovios galios greičio reguliavimo diapazoną. Jis dažniausiai naudojamas staklių suklio greičio reguliavimo sistemos)

DC servo variklis

(1) Spausdintas apvijos nuolatinės srovės servo variklis (disko rotorius ir disko statorius yra ašine kryptimi sujungti su cilindriniu magnetiniu plienu, rotoriaus inercijos momentas yra mažas, nėra danties efekto, nėra soties efekto, o išėjimo sukimo momentas yra didelis)

(2) Vielos apvyniotas disko tipo nuolatinės srovės servovariklis (disko rotorius ir statorius yra ašiniu būdu sujungti su cilindriniu magnetiniu plienu, rotoriaus inercijos momentas yra mažas, valdymo našumas yra geresnis nei kitų nuolatinės srovės servo variklių, efektyvumas yra didelis ir išėjimo sukimo momentas yra didelis)

(3) Puodelio tipo armatūros nuolatinio magneto nuolatinės srovės variklis (be šerdies rotorius, mažas rotoriaus inercijos momentas, tinka laipsniško judesio servo sistemai)

(4) DC servo variklis be šepetėlių (statorius yra kelių fazių apvija, rotorius yra nuolatinis magnetas, su rotoriaus padėties jutikliu, be kibirkšties trukdžių, ilgas tarnavimo laikas, mažas triukšmas)

sukimo momento variklis

(1) Nuolatinės srovės sukimo momento variklis (plokščia konstrukcija, polių skaičius, plyšių skaičius, komutavimo dalių skaičius, serijinių laidų skaičius; didelis išėjimo sukimo momentas, nuolatinis darbas mažu greičiu arba sustojęs, geros mechaninės ir reguliavimo charakteristikos, maža elektromechaninė laiko konstanta )

(2) Bešepetėlis nuolatinės srovės sukimo momento variklis (panašus į bešepetį nuolatinės srovės servo variklį, bet plokščias, su daugybe polių, plyšių ir serijinių laidininkų; didelis išėjimo sukimo momentas, geros mechaninės ir reguliavimo charakteristikos, ilgas tarnavimo laikas, be kibirkščių, nėra triukšmo)

(3) Narvelio tipo kintamosios srovės sukimo momento variklis (narvelio tipo rotorius, plokščia konstrukcija, daug polių ir plyšių, didelis paleidimo momentas, maža elektromechaninė laiko konstanta, ilgalaikis užrakinto rotoriaus veikimas ir minkštos mechaninės savybės)

(4) Tvirto rotoriaus kintamosios srovės sukimo momento variklis (tvirtas rotorius, pagamintas iš feromagnetinės medžiagos, plokščia konstrukcija, daug polių ir plyšių, ilgalaikis užrakintas rotorius, sklandus veikimas, minkštos mechaninės savybės)

žingsninis variklis

(1) Reaktyvusis žingsninis variklis (statorius ir rotorius pagaminti iš silicio plieno lakštų, ant rotoriaus šerdies nėra apvijos, o ant statoriaus yra valdymo apvija; žingsnio kampas mažas, paleidimo ir veikimo dažnis didelis , žingsnio kampo tikslumas yra mažas ir nėra savaime užsifiksuojančio sukimo momento)

(2) Nuolatinio magneto žingsninis variklis (nuolatinio magneto rotorius, radialinis įmagnetinimo poliškumas; didelis žingsnio kampas, mažas paleidimo ir veikimo dažnis, išlaikymo sukimo momentas ir mažesnės energijos sąnaudos nei reaktyviojo tipo, tačiau reikia teigiamų ir neigiamų impulsų)

(3) Hibridinis žingsninis variklis (nuolatinio magneto rotorius, ašinis įmagnetinimo poliškumas; didelis žingsnio kampo tikslumas, laikymo momentas, maža įvesties srovė, tiek reaktyvusis, tiek nuolatinis magnetas