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伺服電機如何選型?

高性能的電伺服系統大多采用永磁同步型交流伺服電動機,控制驅動器多采用快速、準確定位的全數字位置伺服系統。20世紀80年代以來,隨著集成電路、電力電子技術和交流可變速驅動技術的發展,永磁交流伺服驅動技術有了突出的發展,各國著名電氣廠商相繼推出各自的交流伺服電動機和伺服驅動器系列產品並不斷完善和更新。交流伺服系統已成為當代高性能伺服系統的主要發展方向,使原來的直流伺服面臨被淘汰的危機。90年代以後,世界各國已經商品化了的交流伺服系統是采用全數字控制的正弦波電動機伺服驅動。

1永磁交流伺服電動機同直流伺服電動機比較,主要優點有:

⑴無電刷和換向器,因此工作可靠,對維護和保養要求低。

⑵定子繞組散熱比較方便。

⑶慣量小,易於提高系統的快速性。

⑷適應於高速大力矩工作狀態。

⑸同功率下有較小的體積和重量。

交流伺服電動機的工作原理與分相式單相非同步電動機雖然相似,但前者的轉子電阻比後者大得多,所以伺服電動機與單機非同步電動機相比,有三個顯著特點:

1、起動轉矩大

由於轉子電阻大,其轉矩特性曲線如圖3中曲線1所示,與普通非同步電動機的轉矩特性曲線2相比,有明顯的區別。它可使臨界轉差率S0>1,這樣不僅使轉矩特性(機械特性)更接近於線性,而且具有較大的起動轉矩。因此,當定子壹有控制電壓,轉子立即轉動,即具有起動快、靈敏度高的特點。

2、運行範圍較廣

3、無自轉現象

正常運轉的伺服電動機,只要失去控制電壓,電機立即停止運轉。當伺服電動機失去控制電壓後,它處於單相運行狀態,由於轉子電阻大,定子中兩個相反方向旋轉的旋轉磁場與轉子作用所產生的兩個轉矩特性(T1-S1、T2-S2曲線)以及合成轉矩特性(T-S曲線)交流伺服電動機的輸出功率壹般是0.1-100W。當電源頻率為50Hz,電壓有36V、110V、220、380V;當電源頻率為400Hz,電壓有20V、26V、36V、115V等多種。

交流伺服電動機運行平穩、噪音小。但控制特性是非線性,並且由於轉子電阻大,損耗大,效率低,因此與同容量直流伺服電動機相比,體積大、重量重,所以只適用於0.5-100W的小功率控制系統。

(3)1、伺服電機和步進電機的性能比較

步進電機作為壹種開環控制的系統,和現代數字控制技術有著本質的聯系。在目前國內的數字控制系統中,步進電機的應用十分廣泛。隨著全數字式交流伺服系統的出現,交流伺服電機也越來越多地應用於數字控制系統中。為了適應數字控制的發展趨勢,運動控制系統中大多采用步進電機或全數字式交流伺服電機作為執行電動機。雖然兩者在控制方式上相似(脈沖串和方向信號),但在使用性能和應用場合上存在著較大的差異。