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主要分为直流伺服电机和交流伺服电机两大类。交流伺服电机又可分为异步交流伺服电机和同步交流伺服电机. 异步交流伺服电机通常多为鼠笼式转子的三相感应电动机。同步交流伺服电机按不同转子结构又分为电磁式和非电磁式两大类。非电磁式又分为磁滞式、永磁式、反应式多种。现今数控设备中多采用永磁式的电机,称为永磁同步交流伺服电机。
按照工作原理,编码器可分为增量式、绝对式、正余弦式编码器,比较常见的是增量式和绝对式的编码器。增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号,再把这个电信号转变成计数脉冲,用脉冲的个数表示位移的大小。绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码,因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关,而与测量的中间过程无关。适配增量式编码器的伺服电机应用最为广泛,适配绝对式编码器的伺服电机常见于开机后就要知道准确位置的场合,典型应用如工业机械人等。
伺服电机系统具有位置控制、速度控制、转矩控制三种功能。位置控制功能应用最为广泛,适用于对位置精度要求较高的场合。速度控制常见于只对转速精确控制,对位置没有要求或要求不高的场合。转矩控制常见于电机输出转矩需要实时调整的场合,转矩控制方式下可对伺服电机的转速和最大转矩进行限制。
伺服电机的定位精度取决于编码器的分辨率。以2500线增量式编码器为例,驱动器对电机编码器信号输入4倍频,则控制伺服电机的定位精度为±1/(2500*4),以角度计算为±360/(2500*4)= ±0.036度,且误差没有累积。
伺服驱动器精确控制伺服电机的速度或位置时,必须采集伺服电机编码器的反馈信号,而不同品牌之间的伺服电机编码器的型号和规格也各有不同,电机特性也不相同,这就决定了必须同品牌的驱动器和电机配套使用。不同型号之间电机的相电流、相电阻、相电感等参数完全不同,和不适配型号的伺服驱动器相匹配时会出现电机工作不正常、驱动器误报警等现象,因此须要同型号适配。
伺服电机在额定转速之内是恒转矩输出,超过额定转速后是恒功率输出,随着转速升高转矩下降。
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