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臺達伺服電機的結構、性質及控制介紹

2020-12-25 瀏覽量 648

伺服可作為交流或直流電動機,在早期一般伺服直流電動機,因為只有類型的控制大電流是通過序列多年。隨著晶體管成為能夠控制大電流和開關的大電流在更高的頻率,交流伺服電機成為更經常地使用。早期伺服是專為伺服放大器。今天,一類是電機設計的應用,籌措,可能使用伺服放大器或變頻控制器,這意味著電動機可用于伺服系統在一個應用程序,并使用變頻驅動器在另一應用程序。有些公司還要求任何閉環系統,不使用步進電機伺服系統,所以它是可能的一個簡單的交流感應電機是連接到一個速度控制器,被稱為伺服電機。


其實伺服電機嚴格來說是一個電機系統,單獨的一臺電機并不能稱為伺服電機,電機與傳感器、控制器共同組成的系統,是能夠完成比較精準的位置、速度或力矩輸出的,我們叫它伺服電機系統。


而我們經常從航模、船模玩家口中聽到的“舵機”又是什么呢?其實舵機只是一種俗稱,它是簡單基礎的伺服電機系統,它是伺服系統適用于航模上的一種改裝型,價格較低,它也常常出現在小型機械器件中,扭力較小,可以活動的角度范圍較小,控制精度有限。


伺服(servo)一詞源自拉丁文“Servus”,本意為奴隸(slave),在這里意指依照命令執行動作。我們前文也有提到,伺服電機更大的特性是可對速度、位置、力矩等根據需要進行較精確控制。那么這種較精確控制又是怎么實現的呢?


那我們就來介紹一下伺服電機的三環控制,環即為負反饋調節系統。


內環是直接在伺服驅動器內部進行的電流環,通過霍爾效應傳感器檢測驅動器給電機各相的驅動電流大小,進行PID調節。電流環多用于控制電機轉矩,在轉矩模式下響應比較快。


中間環是速度環,通過檢測電機編碼器的信號輸出來控制電機。


外環是位置環,可根據實際情況來選擇是在驅動器和電機編碼器之間還是在外部控制器和電機編碼器或在負載之間構建。


而之所以成為三環控制,是因為它們之間相互聯結。電流環會根據速度環的指令快速而準確控制電機。速度環則會根據位置環的指令速度快速而準確控制伺服電機,使得其不受負載影響,并快速跟蹤指令速度的變化。位置環則是比較檢測信號與給定值,輸出速度環的指令速度,使執行件位置與指令位置一致。


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