伺服电机
“伺服”一词源于希腊语“奴隶”的意思。“伺服电机”可以理解为服从控制信号指挥的电机:在控制信号发出之前,转子静止不动;当控制信号发出时,转子立即转动;当控制信号消失时,转子能即时停转。
伺服电机是自动控制装置中被用作执行元件的微特电机,其功能是将电信号转换成转轴的角位移或角速度。伺服电动机又称执行电动机,在自动控制系统中用作执行元件,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。
步进电机和交流电机区别
速度响应性能不同
步进电机从静止加速到工作转速(一般为每分钟几百转)需要200~400毫秒。交流伺服系统的加速性能较好,以松下MSMA 400W交流伺服电机为例,从静止加速到其额定转速3000RPM仅需几毫秒,可用于要求快速启停的控制场合。
综上所述,交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机。但在一些要求不高的场合也经常用步进电机来做执行电动机。所以,在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、成本等多方面的因素,选用适当的控制电机。
伺服电机惯量比
负载映射惯量与电机转子惯量的比值即惯量比。
机械机构设计完成后,要合理选择伺服电机,把惯量比限制在一定的范围内,使负载映射惯量与电机转子惯量相匹配。惯量匹配需要根据设备的动态特性、精度要求、负载变化范围等因素综合设计。高动态设备的惯量比一般小于3,比如机床、金属加工设备等。普通设备惯量比,一般小于7,如普通焊接机、包装设备等。低要求设备,一般小于10,如皮带传输、重载变位机等。
可结合选择减速比进行惯量匹配。如前文所述,负载在电机轴上的映射惯量与减速比的平方成反比。增大减速比,可以显著减小负载映射到电机轴上的惯量,即减小伺服电机的负载。此时,在负载机械惯量不变的情况下,选择大减速比的减速机,可对应选择容量较小的伺服电机,降低综合成本。
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