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数控加工中心的伺服电机究竟是如何工作的您了解多少?

发布时间:2018-05-24 16:11:20

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什么是伺服电机

    伺服电机(servo motor )是指在伺服系统中操控数控加工中心机械元件工作的发动机,是一种补助马达直接变速装置。

    伺服电机可使操控速度,方位精度十分精确,能够将电压信号转化为转矩和转速以驱动操控目标。数控加工中心伺服电机转子转速受输入信号操控,并能快速反应,在自动操控系统中,用作履行元件,且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性,可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和沟通伺服电动机两大类,其主要特点是,当信号电压为零时无自转现象,转速跟着转矩的添加而匀速下降。

伺服电机工作原理

     伺服主要靠脉冲来定位,基本上能够这样了解,加工中心的伺服电机接收到1个脉冲,就会旋转1个脉冲对应的视点,然后完成位移。

      由于,加工中心伺服电机自身具有宣布脉冲的功用,所以伺服电机每旋转一个视点,都会宣布对应数量的脉冲,这样,和伺服电机承受的脉冲形成了照应,或许叫闭环,如此一来,体系就会知道发了多少脉冲给伺服电机,一起又收了多少脉冲回来,这样,就能够很准确的操控电机的滚动,然后完成准确的定位,能够到达0.001mm。

一、沟通伺服电动机


     沟通伺服电动机定子的结构基本上与电容分相式单相异步电动机类似.其定子上装有两个方位互差90°的绕组,一个是励磁绕组Rf,它一直接在沟通电压Uf上;另一个是操控绕组L,联接操控信号电压Uc。所以沟通伺服电动机又称两个伺服电动机。 沟通伺服电动机的转子一般做成鼠笼式,但为了使伺服电动机具有较宽的调速规模、线性的机械特性,无“自转”现象和快速呼应的功能,它与一般电动机比较,应具有转子电阻大和滚动惯量小这两个特色。现在使用较多的转子结构有两种方式:一种是选用高电阻率的导电资料做成的高电阻率导条的鼠笼转子,为了减小转子的滚动惯量,转子做得细长;另一种是选用铝合金制成的空心杯形转子,杯壁很薄,仅0.2-0.3mm,为了减小磁路的磁阻,要在空心杯形转子内放置固定的内定子.空心杯形转子的滚动惯量很小,反响敏捷,而且作业平稳,因而被广泛选用。 沟通伺服电动机在没有操控电压时,定子内只需励磁绕组发生的脉动磁场,转子静止不动。当有操控电压时,定子内便发生一个旋转磁场,转子沿旋转磁场的方向旋转,在负载稳定的情况下,电动机的转速随操控电压的巨细而改变,当操控电压的相位相反时,伺服电动机将回转。 沟通伺服电动机的作业原理与分相式单相异步电动机尽管类似,但前者的转子电阻比后者大得多,所以伺服电动机与单机异步电动机比较,

有三个显著特色:

1、起动转矩大 因为转子电阻大,其转矩特性曲线如图3中曲线1所示,与一般异步电动机的转矩特性曲线2比较,有显着的差异。它可使临界转差率S0>1,这样不只使转矩特性(机械特性)更接近于线性,而且具有较大的起动转矩。因而,当定子一有操控电压,转子当即滚动,即具有起动快、灵敏度高的特色。

2、工作规模较广
3、无自转现象 正常作业的伺服电动机,只需失掉操控电压,电机当即中止作业。当伺服电动机失掉操控电压后,它处于单相工作状况,因为转子电阻大,定子中两个相反方向旋转的旋转磁场与转子效果所发生的两个转矩特性(T1-S1、T2-S2曲线)以及组成转矩特性(T-S曲线) 沟通伺服电动机的输出功率一般是0.1-100W。当电源频率为50Hz,电压有36V、110V、220、380V;当电源频率为400Hz,电压有20V、26V、36V、115V等多种。 沟通伺服电动机工作平稳、噪音小。
     但操控特性对错线性,而且因为转子电阻大,损耗大,功率低,因而与同容量直流加工中心伺服电动机比较,体积大、分量重,所以只适用于0.5-100W的小功率操控系统。

二、直流伺服电机



1.加工中心直流伺服电机分为有刷和无刷电机。有刷电机本钱低,结构简略,发动转矩大,调速规模宽,操控简单,需求保护,但保护便利(换碳刷),发生电磁搅扰,对环境有要求。因此它能够用于对本钱灵敏的一般工业和民用场合。 无刷电机体积小,重量轻,出力大,呼应快,速度高,惯量小,滚动滑润,力矩安稳。操控杂乱,简单完成智能化,其电子换相方法灵敏,能够方波换相或正弦波换相。电机免保护,功率很高,运转温度低,电磁辐射很小,长寿命,可用于各种环境。
2.沟通伺服电机也是无刷电机,分为同步和异步电机,现在运动操控中一般都用同步电机,它的功率规模大,能够做到很大的功率。大惯量,最高滚动速度低,且跟着功率增大而快速下降。因此适合做低速平稳运转的使用。
3.加工中心伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器操控的U/V/W三相电构成电磁场,转子在此磁场的效果下滚动,一起电机自带的编码器反应信号给驱动器,驱动器依据反应值与目标值进行比较,调整转子滚动的视点。伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。