1、伺服系統(servomechanism)是使物體的位置、方位、狀態等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(或給定值)的任意變化的自動控制系統。伺服主要靠脈沖來定位,基本上可以這樣理解,伺服電機接收到1個脈沖,就會旋轉1個脈沖對應的角度,從而實現位移,因為,伺服電機本身具備發出脈沖的功能,所以伺服電機每旋轉一個角度,都會發出對應數量的脈沖,這樣,和伺服電機接受的脈沖形成了呼應,或者叫閉環,如此一來,系統就會知道發了多少脈沖給伺服電機,同時又收了多少脈沖回來,這樣,就能夠控制電機的轉動,從而實現的定位,可以達到0.001mm。
直流伺服電機分為有刷和無刷電機。有刷電機成本低,結構簡單,啟動轉矩大,調速范圍寬,控制容易,需要維護,但維護不方便(換碳刷),產生電磁干擾,對環境有要求。因此它可以用于對成本普通工業和民用場合。
無刷電機體積小,重伺服電機維修量輕,出力大,響應快,速度高,慣量小,轉動平滑,力矩穩定??刂茝碗s,容易實現智能化,其電子換相方式靈活,可以方波換相或正弦波換相。電機免維護,效率很高,運行溫度低,電磁輻射很小,長壽命,可用于各種環境。
2、交流伺服電機也是無刷電機,分為同步和異步電機,目前運動控制中一般都用同步電機,它的功率范圍大,可以做到很大的功率。大慣量,轉動速度低,且隨著功率增大而快速降低。因而適合做低速平穩運行的應用。
3、伺服電機內部的轉子是永磁鐵,驅動器控制的U/V/W三相電形成電磁場,轉子在此磁場的作用下轉動,同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅動器,驅動器根據反饋值與目標值進行比較,調整轉子轉動的角度。伺服電機的精度決定于編碼器的精度(線數)。
交流伺服電機和無刷直流伺服電機在功能上的區別:交流伺服要好一些,因為是正弦波控制,轉矩脈動小。直流伺服是梯形波。但直伺服電機維修伺服比較簡單,便宜。
直流伺服電機可應用在是火花機、機械手??赏瑫r配置2500P/R高分析度的標準編碼器及測速器,更能加配減速箱、令機械設備帶來可靠的準確性及高扭力。調速性好,單位重量和體積下,輸出功率高,大于交流電機,更遠遠超過步進電機。多級結構的力矩波動小。
以下應用場合須搭配伺服行星減速機。
1、重負何高精度:對負載做移動并要求定位時便有此需要。一般像是衛星、軍事科技、晶圓設備、機器人等自動化設備。他們的共同特征在于將負載移動所需的扭矩往往遠超過伺服電機本身的扭矩容量。而透過減速機來做伺服電機輸出扭矩的提升,便可有解決這個問題。
2、提升扭矩:輸出扭矩提升的方式,可能采用直接增大伺服電機的輸出扭矩方式,但這種方式不但須使用昂貴大功率的伺服電機,電機還要有更強壯的結構,扭矩的增大正比于控制電流的增大,此時采用比較大的驅動器,功率電子組件和相關機電設備規格的增大,又會使控制系統的成本大幅增加。
3、提高使用性能:據了解,負載慣量的不當匹配,是伺服控制不穩定的大原因之一。對于大的負載慣量,可以利用減速比的平方反比來調配的等效負載慣量,以獲得控制響應。所以從這個角度來看,行星減速機為伺服應用的控制響應的匹配。
4、降低設備成本:從成本觀點,假設0.4KW的AC伺服電機搭配驅動器,需耗費一單位設備成本,以5KW的AC伺服電機搭配伺服驅動器須耗費15單位成本,但是若采用0.4KW伺服電機與驅動器,搭配一組減速機就能夠達到前述耗費15個單位成本才能完成的事,在操作成本上節省50以上。
因此使用者依其加工需求不同,決定選用的行星齒輪減速機產品。一般而言,在機臺運轉上有低速、高扭矩、高功率密度場合需求,絕大部分采用行星齒輪減速機。