”伺服”一詞源于希臘語(yǔ)“奴隸”的意思。“伺服電機(jī)”可以理解為絕對(duì)服從控制信號(hào)指揮的電機(jī):在控制信號(hào)發(fā)出之前,轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng);當(dāng)控制信號(hào)發(fā)出時(shí),轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動(dòng);當(dāng)控制信號(hào)消失時(shí),轉(zhuǎn)子能即時(shí)停轉(zhuǎn)。
伺服電機(jī)是自動(dòng)控制裝置中被用作執(zhí)行元件的微特電機(jī),其功能是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)軸的角位移或角速度。
伺服電機(jī)分為交流伺服和直流伺服兩大類
交流伺服電機(jī)的基本構(gòu)造與交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(異步電機(jī))相似。在定子上有兩個(gè)相空間位移90°電角度的勵(lì)磁繞組Wf和控制繞組WcoWf,接恒定交流電壓,利用施加到Wc上的交流電壓或相位的變化,達(dá)到控制電機(jī)運(yùn)行的目的。交流伺服電機(jī)具有運(yùn)行穩(wěn)定、可控性好、響應(yīng)快速、靈敏度高以及機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性的非線性度指標(biāo)嚴(yán)格(要求分別小于10%~15%和小于15%~25%)等特點(diǎn)。
直流伺服電機(jī)基本構(gòu)造與一般直流電動(dòng)機(jī)相似。電機(jī)轉(zhuǎn)速n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j,式中E為電樞反電動(dòng)勢(shì),K為常數(shù),j為每極磁通,Ua、Ia為電樞電壓和電樞電流,Ra為電樞電阻,改變Ua或改變?chǔ)眨煽刂浦绷魉欧妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,但一般采用控制電樞電壓的方法,在永磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)中,勵(lì)磁繞組被永久磁鐵所取代,磁通φ恒定。直流伺服電動(dòng)機(jī)具有良好的線性調(diào)節(jié)特性及快速的時(shí)間響應(yīng)。
直流伺服電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):速度控制精確,轉(zhuǎn)矩速度特性很硬,控制原理簡(jiǎn)單,使用方便,價(jià)格便宜。
缺點(diǎn):電刷換向,速度限制,附加阻力,產(chǎn)生磨損微粒(無(wú)塵易爆環(huán)境不宜)
交流伺服電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):速度控制特性良好,在整個(gè)速度區(qū)內(nèi)可實(shí)現(xiàn)平滑控制,幾乎無(wú)振蕩,90%以上的高效率,發(fā)熱少,高速控制,高精確度位置控制(取決于編碼器精度),額定運(yùn)行區(qū)域內(nèi),可實(shí)現(xiàn)恒力矩,慣量低,低噪音,無(wú)電刷磨損,免維護(hù)(適用于無(wú)塵、易爆環(huán)境)
缺點(diǎn):控制較復(fù)雜,驅(qū)動(dòng)器參數(shù)需要現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整PID參數(shù)確定,需要更多的連線。