伺服电机如何工作
闭环系统的一部分,该闭环系统根据伺服控制器的指令提供转矩和速度,并利用反馈设备来闭环。反馈设备向伺服控制器提供诸如电流,速度或位置之类的信息,该信息会根据命令的参数来调整电动机的动作。
伺服电机有多种类型,形状和尺寸。伺服一词最早由约瑟夫·法科特(Joseph Facort)于1859年使用,他实现了一种反馈机制,以协助用蒸汽操纵船来控制舵。伺服电机是伺服机构的一部分,它由三个关键要素组成-电机,反馈设备和控制电子设备。电动机可以是交流或直流,有刷或无刷,旋转或线性的任何尺寸。反馈设备可以是电位计,霍尔效应设备,转速表,旋转变压器,编码器,线性传感器或任何其他合适的传感器。控制电子设备是伺服系统的补充,它为电动机供电并比较反馈数据和命令参考,以验证伺服电动机是否按命令运行。伺服电机的应用类型很多,从用于爱好应用的简单直流电动机(例如飞机模型)到由用于多轴加工中心的复杂运动控制器驱动的精密无刷电动机。通用伺服机构的一个示例是车辆巡航控制系统,该系统由发动机(电动机),速度传感器(反馈)和电子设备组成,用于将车速与设定速度进行比较。如果车辆减速,则传感器会将这些数据馈送到电子设备,然后电子设备会增加向发动机提供的气体,从而将速度提高到所需的设定点-一个简单的闭环系统。速度传感器(反馈)和电子设备将车速与设定速度进行比较。如果车辆减速,则传感器会将这些数据馈送到电子设备,然后电子设备会增加向发动机提供的气体,从而将速度提高到所需的设定点-一个简单的闭环系统。速度传感器(反馈),以及将车速与设定速度进行比较的电子设备。如果车辆减速,则传感器会将这些数据馈送到电子设备,然后电子设备会增加向发动机提供的气体,从而将速度提高到所需的设定点-一个简单的闭环系统。
一个简单的工业伺服电机由一个永磁直流电机和一个集成转速表组成,转速表提供与速度成比例的输出电压。驱动电子设备根据转速表反馈的电压向电机提供必要的电压和电流。在此示例中,在驱动器中设置了命令速度(表示为命令参考电压),然后驱动器中的电路比较转速计反馈电压并确定是否已达到所需速度-称为闭合速度环。速度环正在监视命令的速度和转速表的反馈,同时驾驶员调整电动机的功率以保持所需的命令速度。
在更复杂的伺服电机系统中,对多个嵌入式回路进行了调整,以实现最佳性能,以提供精确的运动控制。该系统由利用精密反馈元件的电流,速度和位置环组成。每个循环向随后的循环发出信号,并监视适当的反馈元素以进行实时校正以匹配命令的参数。
基本回路是电流或转矩回路。电流与旋转电动机中的转矩(或线性电动机中的力)成比例,从而提供加速度或推力。电流传感器是提供与流经电动机的电流相关的反馈的设备。传感器将信号发送回控制电子设备-通常是与电动机电流成比例的模拟或数字信号。从指令信号中减去该信号。当伺服电机处于指令电流时,将满足回路要求,直到电流降至指令电流以下。然后,环路将增加电流,直到达到命令电流为止,该周期以亚秒更新速率继续。
速度环以与速度成比例的电压以相同的方式工作。当速度降至命令速度以下时,速度环向电流环发送命令以增加电流(从而增加电压)。
位置环接受PLC或运动控制器的命令,PLC或运动控制器再提供一个速度命令,该速度命令被馈送到速度环,后者又命令所需的电流来加速,维持和减速电动机以移动到命令位置。所有三个回路均以最佳同步方式工作,以提供对伺服机构的平稳而精确的控制。
本文关键词:伺服电机,电机工作