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直流伺服電機與交流伺服電機對比分析

伺服電機是指在伺服系統(tǒng)中控制機械元件運轉(zhuǎn)的發(fā)動機,是一種補助馬達間接變速裝置。伺服電機可使控制速度,位置精度非常準確,可以將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動控制對象。伺服電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號控制,并能快速反應,在自動控制系統(tǒng)中,用作執(zhí)行元件,且具有機電時間常數(shù)小、線性度高、始動電壓等特性,可把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。

直流伺服電機與交流伺服電機

分為直流和交流伺服電動機兩大類,其主要特點是,當信號電壓為零時無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象,轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。

直流伺服電機,它包括定子、轉(zhuǎn)子鐵芯、電機轉(zhuǎn)軸、伺服電機繞組換向器、伺服電機繞組、測速電機繞組、測速電機換向器,所述的轉(zhuǎn)子鐵芯由矽鋼沖片疊壓固定在電機轉(zhuǎn)軸上構成。

交流伺服電機的結(jié)構主要可分為兩部分,即定子部分和轉(zhuǎn)子部分。其中定子的結(jié)構與旋轉(zhuǎn)變壓器的定子基本相同,在定子鐵心中也安放著空間互成90度電角度的兩相繞組。其中一組為激磁繞組,另一組為控制繞組,交流伺服電動機是一種兩相的交流電動機。

兩者的優(yōu)缺點對比

直流伺服電機分為有刷和無刷電機,有刷電機成本低,結(jié)構簡單,啟動轉(zhuǎn)矩大,調(diào)速范圍寬,控制容易,需要維護,但維護方便(換碳刷),會產(chǎn)生電磁干擾,對環(huán)境有要求。因此它可以用于對成本敏感的普通工業(yè)和民用場合。無刷電機體積小,重量輕,出力大,響應快,速度高,慣量小,轉(zhuǎn)動平滑,力矩穩(wěn)定。

直流伺服電機容易實現(xiàn)智能化,其電子換相方式靈活,可以方波換相或正弦波換相。電機免維護不存在碳刷損耗的情況,效率很高,運行溫度低噪音小,電磁輻射很小,長壽命,可用于各種環(huán)境。

交流伺服電機的速度控制特性良好,在整個速度區(qū)內(nèi)可實現(xiàn)平滑控制,幾乎無振蕩,90%以上的高效率,發(fā)熱少,高速控制,高精確度位置控制(取決于編碼器精度),額定運行區(qū)域內(nèi),可實現(xiàn)恒力矩,慣量低,低噪音,無電刷磨損,免維護(適用于無塵、易爆環(huán)境)。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,其功率范圍大,功率可以做到很大,大慣量,最高轉(zhuǎn)速低,轉(zhuǎn)速隨功率增大而勻速下降,適用于低速平穩(wěn)運行場合。

交流伺服電機的缺點是控制較復雜,驅(qū)動器參數(shù)需要現(xiàn)場調(diào)整PID參數(shù)確定,而且需要更多的連線來支持其運行工作。

兩者的應用領域?qū)Ρ?/p>

直流伺服電機應用在各類數(shù)字控制系統(tǒng)中的執(zhí)行機構驅(qū)動以及需要精確控制恒定轉(zhuǎn)速或需要精確控制轉(zhuǎn)速變化曲線的動力驅(qū)動。由于直流伺服馬達既具有交流馬達的結(jié)構簡單、運行可靠、維護方便等一系列優(yōu)點,又具有直流馬達的運行效率高、無勵磁損耗以及調(diào)速性能好的特點,故在當今國民經(jīng)濟的各個領域,如醫(yī)療器械、儀表儀器、化工、輕紡以及家用電器等方面的應用日益普及。

凡是對位置,速度和力矩的控制精度要求比較高的場合,都可以采用交流伺服驅(qū)動。如機床、印刷設備、包裝設備、紡織設備、激光加工設備、機器人、電子、制藥、金融機具、自動化生產(chǎn)線等。因為伺服多用在定位、速度控制場合,所以伺服又稱為運動控制。

總結(jié)

不管是直流伺服電機還是交流伺服電機都是服電機的一種,其特點決定了應用領域的不同,在實際應用場景里相輔相成,想互協(xié)助。伺服電機的應用領域就太多了。只要是要有動力源的,而且對精度有要求的一般都可能涉及到伺服電機。如數(shù)控機床、印刷設備、包裝設備、紡織設備、激光加工設備、機器人、自動化生產(chǎn)線等對工藝精度、加工效率和工作可靠性等要求相對較高的設備,包括你的電腦里面都有這東西。

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