直流伺服驅(qū)動(dòng)電路

來源: 發(fā)布時(shí)間:2021-12-18

無刷電機(jī):通常被使用在控制要求比較高,轉(zhuǎn)速比較高的設(shè)備上,如航模,精密儀器儀表等對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制嚴(yán)格,轉(zhuǎn)速達(dá)到很高的設(shè)備上。使用壽命通常使用壽命在幾萬小時(shí)這個(gè)數(shù)量級(jí),但是由于軸承的不同無刷電機(jī)使用壽命也有很大不同。

使用效果:通常是數(shù)字變頻控制,可控性強(qiáng),從每分鐘幾轉(zhuǎn),到每分鐘幾萬轉(zhuǎn)都可以很容易實(shí)現(xiàn)。節(jié)能方面:相對(duì)而言,無刷電機(jī)采用變頻技術(shù)控制的會(huì)比串激電機(jī)節(jié)能很多,比較典型的就是變頻空調(diào)和冰箱等等。 電機(jī)的性能和磁鋼數(shù)量、磁鋼磁通強(qiáng)度、電機(jī)輸入電壓大小等因素有關(guān)。直流伺服驅(qū)動(dòng)電路

1、有刷電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、開發(fā)時(shí)間久、技術(shù)成熟早在十九紀(jì)誕生電機(jī)的時(shí)候,產(chǎn)生的實(shí)用性電機(jī)就是無刷形式,即交流鼠籠式異步電動(dòng)機(jī),這種電動(dòng)機(jī)在交流電產(chǎn)生以后得到了的應(yīng)用。但是,異步電動(dòng)機(jī)有許多無法克服的缺陷,以致電機(jī)技術(shù)發(fā)展緩慢。尤其是直流無刷電機(jī)一直無法投入商業(yè)運(yùn)營(yíng),伴隨著電子技術(shù)的日新月異,直至近幾年才慢慢投入商業(yè)運(yùn)營(yíng),就其實(shí)質(zhì)來說依然屬于交流電機(jī)范疇。無刷電機(jī)誕生不久,人們就發(fā)明了直流有刷電機(jī)。由于直流有刷電機(jī)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單,生產(chǎn)加工容易,維修方便,容易控制;直流電機(jī)還具有響應(yīng)快速、較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、從零轉(zhuǎn)速至額定轉(zhuǎn)速具備可提供額定轉(zhuǎn)矩的性能,所以一經(jīng)問世就得到了廣泛應(yīng)用。2、直流有刷電機(jī)響應(yīng)速度快,起動(dòng)扭矩大直流有刷電機(jī)起動(dòng)響應(yīng)速度快,起動(dòng)扭矩大,變速平穩(wěn),速度從零到比較大幾乎感覺不到振動(dòng),起動(dòng)時(shí)可帶動(dòng)更大的負(fù)荷。無刷電機(jī)起動(dòng)電阻大(感抗),所以功率因素小,起動(dòng)扭矩相對(duì)較小,起動(dòng)時(shí)有嗡嗡聲,并伴隨著強(qiáng)烈震動(dòng),起動(dòng)時(shí)帶動(dòng)負(fù)荷較小。3、直流有刷電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn),起、制動(dòng)效果好步進(jìn)電機(jī)和直流電機(jī)的區(qū)別無刷電機(jī)是內(nèi)含電刷裝置的將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能或?qū)C(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。

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):(1)印制繞組直流伺服電機(jī)(盤形轉(zhuǎn)子、盤形定子軸向粘接柱狀磁鋼,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小,無齒槽效應(yīng),無飽和效應(yīng),輸出轉(zhuǎn)矩大)。(2)線繞盤式直流伺服電機(jī)(盤形轉(zhuǎn)子、定子軸向粘接柱狀磁鋼,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小,控制性能優(yōu)于其他直流伺服電機(jī),效率高,輸出轉(zhuǎn)矩大)。(3)杯型電樞永磁直流電機(jī)(空心杯轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小,適用于增量運(yùn)動(dòng)伺服系統(tǒng))。(4)無刷直流伺服電機(jī)(定子為多相繞組,轉(zhuǎn)子為永磁式,帶轉(zhuǎn)子位置傳感器,無火花干擾,壽命長(zhǎng),噪聲低)。無刷電機(jī),使用壽命很長(zhǎng),通常是有刷電機(jī)的10倍以上,但是壞了就需要更換電機(jī),但日常維護(hù)基本不需要。

為了選到合適的減速電機(jī),有必要了解該直流電機(jī)所驅(qū)動(dòng)機(jī)器的詳盡技術(shù)特性,就必須確定一個(gè)使用系數(shù)fB,下面來看一下。使用系數(shù)fB。減速機(jī)的選用首先應(yīng)確定以下技術(shù)參數(shù):每天工作小時(shí)數(shù);每小時(shí)起停次數(shù);每小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)周期;可靠度要求;工作機(jī)轉(zhuǎn)矩T工作機(jī);輸出轉(zhuǎn)速n出;載荷類型;環(huán)境溫度;現(xiàn)場(chǎng)散熱條件;減速機(jī)通常是根據(jù)恒轉(zhuǎn)矩、起停不頻繁及常溫的情況設(shè)計(jì)的。其許用輸出轉(zhuǎn)矩T由下式確定:T=T出XfB使用系數(shù)T出—減速電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩fB—減速電機(jī)使用系數(shù)計(jì)算技術(shù):傳動(dòng)比ii=n入/n出電機(jī)功率P(kw)P=T出*n出/9550*η輸出轉(zhuǎn)矩T出(N.m)T出=9550*P*η/n出式中:n入——輸入轉(zhuǎn)速η——減速機(jī)的傳動(dòng)效率在選用減速電機(jī)時(shí),根據(jù)不同的工況,必須同時(shí)滿足以下條件:1、T出≥T工作機(jī)2、T=fB總*T工作機(jī)式中:fB總——總的使用系數(shù),fB總=fB*fB1*KR*KWfB——載荷特性系數(shù),KR——可靠度系數(shù)fB1——環(huán)境溫度系數(shù);KW——運(yùn)轉(zhuǎn)周期系數(shù)有刷電機(jī)的轉(zhuǎn)子是線圈繞組,和動(dòng)力輸出軸相連,定子是永磁磁鋼;步進(jìn)電機(jī)廠

無刷電機(jī)噪音低,運(yùn)轉(zhuǎn)順暢無刷電機(jī)沒有了電刷,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)摩擦力大大減小,運(yùn)行順暢,噪音會(huì)低許多。直流伺服驅(qū)動(dòng)電路

無刷電機(jī)優(yōu)點(diǎn)1、無電刷、低干擾無刷電機(jī)去除了電刷,直接的變化就是沒有了有刷電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的電火花,這樣就極大減少了電火花對(duì)遙控?zé)o線電設(shè)備的干擾。2、噪音低,運(yùn)轉(zhuǎn)順暢無刷電機(jī)沒有了電刷,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)摩擦力大大減小,運(yùn)行順暢,噪音會(huì)低許多,這個(gè)優(yōu)點(diǎn)對(duì)于模型運(yùn)行穩(wěn)定性是一個(gè)巨大的支持。3、壽命長(zhǎng),低維護(hù)成本少了電刷,無刷電機(jī)的磨損主要是在軸承上了,從機(jī)械角度看,無刷電機(jī)幾乎是一種免維護(hù)的電動(dòng)機(jī)了,必要的時(shí)候,只需做一些除塵維護(hù)即可。上下一比較,就知道無刷電機(jī)相對(duì)于有刷電機(jī)的優(yōu)勢(shì)在哪里了,但是萬事都不是問的,有刷電機(jī)低速扭力性能優(yōu)異、轉(zhuǎn)矩大等性能特點(diǎn)是無刷電機(jī)不可替代的,不過就無刷電機(jī)的使用方便性來看,隨著無刷控制器的成本下降趨勢(shì)和國(guó)內(nèi)外無刷技術(shù)的發(fā)展與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),無刷動(dòng)力系統(tǒng)正在高速的發(fā)展與普及階段,這也極大促進(jìn)了模型運(yùn)動(dòng)的發(fā)展。3、使用效果:無刷電機(jī):通常是數(shù)字變頻控制,可控性強(qiáng),從每分鐘幾轉(zhuǎn),到每分鐘幾萬轉(zhuǎn)都可以很容易實(shí)現(xiàn)。4、節(jié)能方面:相對(duì)而言,無刷電機(jī)采用變頻技術(shù)控制的會(huì)比串激電機(jī)節(jié)能很多,典型的就是變頻空調(diào)和冰箱。直流伺服驅(qū)動(dòng)電路

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