Sõna servo pärineb kreekakeelsest sõnast ori. "Servomootori" all võib mõista mootorit, mis allub absoluutselt juhtsignaali käsule: enne juhtsignaali saatmist on rootor paigal; Juhtsignaali saatmisel pöörleb rootor koheselt; Kui juhtsignaal kaob, võib rootor koheselt seiskuda.
Servomootor on automaatjuhtimisseadmes ajamina kasutatav mikromootor, mille ülesanne on muundada elektrilised signaalid pöörleva võlli nurknihkeks või nurkkiiruseks. Servomootorit, tuntud ka kui täitevmootor, kasutatakse automaatjuhtimissüsteemis täidesaatva elemendina, et teisendada vastuvõetud elektrisignaal mootori võlli nurknihke või nurkkiiruse väljundiks.
Servomootorite klassifikatsioon
Servomootor jaguneb kahte kategooriasse: AC servo ja DC servo.
Vahelduvvoolu servomootori põhistruktuur on sarnane vahelduvvoolu asünkroonmootoriga (asünkroonmootoriga). Kaks põnevat mähist Wf ja juhtmähist WcoWf staatoril 90 kraadise faasiruumi nihkega on ühendatud konstantse vahelduvpingega. Mootori töö juhtimise eesmärk saavutatakse Wc-le rakendatud vahelduvpinge või faasi muutmise abil. Vahelduvvoolu servomootoril on stabiilne töö, hea juhitavus, kiire reageerimine, kõrge tundlikkus ning mehaaniliste omaduste ja reguleerimisomaduste range mittelineaarsuse indeks (vastavalt alla 10% ~ 15% ja vähem kui 15% ~ 25%).
DC servomootori eelised ja puudused
Eelised: täpne kiiruse reguleerimine, pöördemomendi kiiruse omadused on väga rasked, lihtne juhtimispõhimõte, lihtne kasutada, odav hind.
Puudused: harja ümberpööramine, kiiruspiirang, lisatakistus, kulumisosakesed (ei sobi tolmuvabasse plahvatusohtlikku keskkonda).
Alalisvoolu servomootori põhistruktuur on sarnane üldise alalisvoolumootori omaga. Mootori pöörlemiskiirus n=E/K1j=(Ua-iara)/K1j, kus E on armatuuri tagasilöögi elektromotoorjõud, K on konstantne, j on magnetvoog pooluse kohta, Ua ja Ia on armatuuri pinge ja armatuuri vool, Ra on armatuuri takistus, muuta Ua või muuta φ, saab juhtida alalisvoolu servomootori kiirust, kuid üldiselt kasutatakse armatuuri pinge juhtimise meetodit. Püsimagnetiga alalisvoolu servomootoris asendatakse väljamähis püsimagnetiga ja magnetvoog φ on konstantne. Alalisvoolu servomootoril on head lineaarsed reguleerimisomadused ja kiire reageerimisaeg.
Vahelduvvoolu servomootori eelised ja puudused
Eelised: head kiiruse reguleerimise omadused, sujuv juhtimine on saavutatav kogu kiirustsoonis, peaaegu puudub võnkumine, üle 90 protsendi kõrge efektiivsusega, vähem soojust, suure kiiruse reguleerimine, ülitäpne asendi juhtimine (sõltuvalt kodeerija täpsusest), nimitöö ala, võib saavutada püsiva pöördemomendi, madala inertsuse, madala mürataseme, harja kulumiseta, hooldusvaba (sobib tolmuvabasse, plahvatusohtlikku keskkonda).
Puudused: juhtimine on keerulisem ja PID parameetrite määramiseks tuleb draiveri parameetreid kohapeal reguleerida, mis nõuab rohkem juhtmeid.
Alalisvoolu servomootorid jagunevad harjadeta ja harjadeta mootoriteks.
Pintsli mootori eelisteks on madal hind, lihtne struktuur, suur käivitusmoment, lai kiiruse reguleerimisvahemik, lihtne juhtimine, hooldusvajadus, kuid mugav hooldus (süsihari), elektromagnetilised häired, keskkonnakasutuse nõuded, mida tavaliselt kasutatakse kulutundlikel tavalistel tööstus- ja tsiviilüritustel.
Harjadeta mootor väike maht, kerge kaal, suur väljundreaktsioon, suur kiirus, väike inerts, pöördemomendi stabiilne pöörlemine sujuv, keeruline juhtimine, intelligentne, paindlik elektrooniline kommutatsioonirežiim, ruutlaine või siinuslaine kommutatsioon, mootori hooldusvaba, kõrge efektiivsus ja energiasäästlikkus, elektromagnetkiirgus, madala temperatuuri tõus, pikk kasutusiga, sobib igat liiki keskkonda.
Vahelduvvoolu servomootor on ka harjadeta mootor, jagatud sünkroonseks ja asünkroonseks mootoriks, sünkroonmootorit kasutatakse praegu liikumisjuhtimisel, selle võimsusvahemik on suur, võimsus võib olla väga suur, suur inerts, suurim kiirus on madal, kiirus väheneb ühtlaselt võimsuse suurenemisega, sobib väikeseks kiiruseks ja sujuvaks tööks
Servomootori sees olev rootor on püsimagnet ja draiver juhib U/V/W kolmefaasilist elektrit, et moodustada elektromagnetväli. Rootor pöörleb selle magnetvälja toimel. Samal ajal saadab mootori kooder juhile tagasiside signaale ja võrdleb tagasiside väärtust sihtväärtusega, et reguleerida rootori pöördenurka.
Q
Mis vahe on vahelduvvoolu servomootoril ja harjadeta alalisvoolu servomootoril?
A
Vahelduvvoolu servomootori jõudlus on parem, kuna vahelduvvoolu servo on sinusoidne, pöördemomendi pulsatsioon on väike; Ja harjadeta alalisvoolu servo on trapetsikujuline lainejuhtimine. Kuid harjadeta alalisvoolu servojuhtimine on lihtsam ja odavam.
Püsimagnetiga vahelduvvoolu servoajami tehnoloogia kiire areng paneb alalisvoolu servosüsteemi seisma silmitsi elimineerimise kriisiga [/p][p= 30,2, vasakul] Alates 1980. aastatest on integraallülituste väljatöötamisega jõuelektroonika. tehnoloogia ja vahelduvvoolu muutuva kiirusega ajamitehnoloogia, püsimagneti vahelduvvoolu servoajami tehnoloogia on teinud silmapaistva arengu. Kuulsad elektritootjad on tutvustanud uusi vahelduvvoolu servomootorite ja servoajamite seeria tooteid. Vahelduvvoolu servosüsteemist on saanud kaasaegse suure jõudlusega servosüsteemi peamine arendussuund, mis paneb alalisvoolu servosüsteemi seisma silmitsi elimineerimise kriisiga.
Võrreldes alalisvoolu servomootoriga on püsimagnetiga vahelduvvoolu servomootoril järgmised eelised:
(1) Ilma harja ja kommutaatorita, töökindlam, hooldusvaba.
(2) Staatori mähise kuumutamine on oluliselt vähenenud.
(3) Inerts on väike ja süsteemil on hea kiire reageerimine.
(4) Suure kiiruse ja suure pöördemomendi töötingimused on head.
(5) Väike maht ja kerge kaal sama võimsusega.
Servo mootori põhimõte
Vahelduvvoolu servomootori staatori struktuur on põhimõtteliselt sarnane kondensaatori jagatud faasiga asünkroonmootoriga. Staator on varustatud kahe mähisega, mille asendivahe on 90 kraadi, üks on ergutusmähis Rf, mis on alati ühendatud vahelduvpingega Uf; Teine on juhtmähis L, mis on ühendatud juhtsignaali pingega Uc. Seega nimetatakse vahelduvvoolu servomootorit ka kaheks servomootoriks.
Vahelduvvoolu servomootori rootor on tavaliselt valmistatud orava puuri tüüpi, kuid selleks, et servomootoril oleks lai kiirusvahemik, lineaarsed mehaanilised omadused, "pöörlemise" nähtus puudub ja kiire reageerimine, peaks see olema tavalise mootoriga võrreldes nende kahe omaduse suur rootori takistus ja väike inertsimoment. Praegu kasutatakse laialdaselt kahte tüüpi rootorkonstruktsioone: üks on kõrge eritakistusega juhtplaadiga oravapuurirootor, mis on valmistatud suure takistusega juhtivast materjalist. Rootori inertsmomendi vähendamiseks muudetakse rootor saledaks; Teine on valmistatud alumiiniumisulamist õõnsast tassi rootorist, tassi sein on ainult 0.2-0,3 mm, õõnsa tassi rootoril on väike inertsimoment, kiire reaktsioon ja sujuv töö, nii et see on laialt levinud kasutatud.
Kui vahelduvvoolu servomootoril pole juhtpinget, on staatoril ainult ergutusmähise tekitatud pulseeriv magnetväli ja rootor on paigal. Juhtpinge olemasolul tekitab staator pöörleva magnetvälja, rootor piki pöörleva magnetvälja pöörlemissuunda, konstantse koormuse korral muutub mootori kiirus koos juhtpinge suurusega, kui faas Kui juhtpinge on vastupidine, pöördub servomootor tagurpidi.
Kuigi vahelduvvoolu servomootori tööpõhimõte on sarnane ühefaasilise asünkroonse mootoriga kondensaatoriga, on esimese rootori takistus palju suurem kui teisel. Seetõttu on servomootoril võrreldes asünkroonse mootoriga kondensaatoriga kaks olulist omadust:
1. Suur käivitusmoment: kuna rootori takistus on suur, on pöördemomendi karakteristikud (mehaanilised omadused) lähemal lineaarsele ja sellel on suur käivitusmoment. Seega, kui staatoril on juhtpinge, pöörleb rootor koheselt, see tähendab, et sellel on kiire käivitamise ja kõrge tundlikkuse omadused.
2. Lai töövahemik: sujuv töö, madal müratase. [/p][p=30, 2, vasakul]3, pöörlemisnähtus puudub: servomootor töötab, kuni juhtpinge kaob, lõpetab mootor viivitamatult töötamise.
Täppisajamiga mikro spetsiaalne mootor
"Täppisajamiga mikro-spetsiaalne mootor" suudab kiiresti ja õigesti täita süsteemis sageli muutuvaid juhiseid, juhtida servomehhanismi, et viia lõpule juhiste eeldatav töö, millest enamik vastab järgmistele nõuetele:
1. Saab sageli käivitada, peatada, pidurdada, tagurpidi ja madalal kiirusel töötada ning kõrge mehaaniline tugevus, kõrge kuumakindlusaste, kõrge isolatsiooniaste.
2. Hea kiire reageerimisvõime, suur pöördemoment, väike inertsimoment, väike ajakonstant.
3. Ajami ja kontrolleriga (nagu servomootor, samm-mootor), hea juhtimisvõime.
4. Kõrge töökindlus ja täpsus.
Täppisajamiga mikromootorite kategooriaid ning nende struktuuri ja jõudlust võrreldakse järgmiselt:
Vahelduvvoolu servomootor
(1) Puuri tüüpi kahefaasiline vahelduvvoolu servomootor (sihvakas puurootor, ligikaudu lineaarsed mehaanilised omadused, väike maht ja ergutusvool, väikese võimsusega servo, madala kiirusega töö ei ole sujuv).
(2) Mittemagnetilise tassi rootori kahefaasiline vahelduvvoolu servomootor (õõnes tassi rootor, ligikaudu lineaarsed mehaanilised omadused, suur maht ja ergutusvool, väikese võimsusega servo, sujuv töö madalal kiirusel).
(3) Ferromagnetiline tops-rootor kahefaasiline vahelduvvoolu servomootor (ligikaudu lineaarsete mehaaniliste omadustega ferromagnetiline kuperootor, suur rootori inertsmoment, väikese hambasoonega efekt ja stabiilne töö).
(4) sünkroonse püsimagnetiga vahelduvvoolu servomootor (koosneb püsimagnetiga sünkroonmootorist, kiirusemõõtmismasinast ja asendituvastuselemendi koaksiaalseadmest, staator on 3-faasiline või 2-faasiline, magnetmaterjalist rootor, peab olema varustatud draiveriga; lai kiirusvahemik, mehaanilised omadused konstantse pöördemomendi tsooni ja konstantse võimsusega tsooni, pideva ühendamise, kiire vastav jõudlus on hea, suur väljundvõimsus, väike pöördemomendi kõikumine; Ruutlaine ajam ja siinuslaine ajam kahel viisil, hea juhtimisjõudlus elektromehaaniliste integreerimistoodete jaoks).
(5) asünkroonne kolmefaasiline vahelduvvoolu servomootor (rootor ja puuri asünkroonmootor on sarnased, peavad olema varustatud juhiga, vektorjuhtimisega, laiendama konstantse võimsuse kiiruse reguleerimise vahemikku, mida kasutatakse enamasti tööpinkide spindli kiiruse juhtimissüsteemi jaoks).
Alalisvoolu servomootor
(1) Prinditud mähisega alalisvoolu servomootor (kettakujuline rootor, kettakujuline staator, aksiaalselt ühendatud silindriline magnetteras, väike rootori inertsimoment, piluefekt puudub, küllastusefekt puudub, suur väljundmoment).
(2) traadiga keritud alalisvoolu servomootor (kettakujuline rootor ja staator on aksiaalselt ühendatud silindrilise magnetterasega, rootori inertsmoment on väike, juhtimise jõudlus on parem kui teistel alalisvoolu servomootoritel, kõrge kasutegur, suur väljundmoment).
(3) tassi tüüpi armatuuri püsimagnetiline alalisvoolumootor (õõnes tassi rootor, väikese rootori inertsiga, sobib inkrementaalse liikumise servosüsteemi jaoks).
(4) harjadeta alalisvoolu servomootor (staator on mitmefaasiline mähis, rootor on püsimagnet, rootori asendiandur, sädemeid ei tekita, pikk kasutusiga, madal müratase).
Pöördemomendi mootor
(1) Alalisvoolu pöördemomendi mootor (lame struktuur, pooluste arv, pilude arv, tagurdusplaatide arv, jadajuhtmete arv; suur väljundmoment, pidev töö madalal kiirusel või blokeeritud pöörlemine, head mehaanilised ja regulatsioonilised omadused, väike elektromehaaniline aeg konstantne).
(2) harjadeta alalisvoolu pöördemomendi mootor (sarnane harjadeta alalisvoolu servomootori ehitusega, kuid lame, pooluste ja pilude arv jadajuhtide arv; suur väljundmoment, head mehaanilised ja reguleerimisomadused, pikk kasutusiga, sädemete puudumine, madal müratase).
(3) Puuri tüüpi vahelduvvoolu pöördemomendi mootor (puuri tüüpi rootor, lame struktuur, rohkem pooluste pilusid, suur käivitusmoment, väike elektromehaaniline ajakonstant, võib töötada pikka aega, pehmed mehaanilised omadused).
(4) Tahke rootori vahelduvvoolu pöördemomendi mootor (ferromagnetilise materjali tahke rootor, lame struktuur, pooluste ja pilude arv, saab pikka aega blokeerida, sujuv töö, pehmed mehaanilised omadused).
Sammmootor
(1) Reaktsiooniastmega mootor (staatori rootor on valmistatud räniteraslehest, rootori südamikus pole mähist, staatoril on juhtmähis; väike astmeline nurk, kõrge käivitus- ja töösagedus, madal astme nurga täpsus, iselukustuv pöördemoment puudub).
(2) Püsimagnetiga sammmootor (püsimagnetrootor, radiaalne magnetiseerimise polaarsus; astmenurk on suur, käivitus- ja töösagedus on madal, pöördemoment säilib, energiatarve on reaktsioonivalemist väiksem, kuid positiivne ja negatiivne tuleb tagada impulssvool.
(3) hübriid-sammmootor (püsimagnetrootor, aksiaalne magnetiseerimise polaarsus; astmenurga kõrge täpsus, pöördemomendi säilitamine, väike sisendvool, nii reaktsioonitüübi kui ka püsimagnetitüübi eelised).
Lülitatud reluktantsmootor (fikseeritud rootor on valmistatud räniteraslehest, kumera pooluse tüüp ja astmelise kauguse reaktsiooni astmelise mootori struktuur on sarnane, rootori asendianduriga, pöördemomendi suund ei sõltu voolu suunast, kiirusvahemik on väike, vali müra, mehaanilised omadused konstantse pöördemomendi piirkonna järgi, konstantse võimsuse piirkond, kolmeosaline seeria iseloomulik piirkond).
Lineaarne mootor (lihtne struktuur, juhtrööpa saab kasutada sekundaarse juhina, sobib lineaarseks edasi-tagasi liikumiseks; kiire servo jõudlus, kõrge võimsustegur ja tõhusus, püsikiiruse jõudlus on suurepärane).