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直流伺服电机与交流伺服电机对比分析

发布时间:2019-10-18 17:40:46

伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补助马达间接变速装置。伺服电机可使控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制,并能快速反应,在自动控制系统中,用作执行元件,且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性,可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。

直流伺服电机与交流伺服电机

分为直流和交流伺服电动机两大类,其主要特点是,当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降。

直流伺服电机,它包括定子、转子铁芯、电机转轴、伺服电机绕组换向器、伺服电机绕组、测速电机绕组、测速电机换向器,所述的转子铁芯由矽钢冲片叠压固定在电机转轴上构成。

交流伺服电机的结构主要可分为两部分,即定子部分和转子部分。其中定子的结构与旋转变压器的定子基本相同,在定子铁心中也安放着空间互成90度电角度的两相绕组。其中一组为激磁绕组,另一组为控制绕组,交流伺服电动机是一种两相的交流电动机。

两者的优缺点对比

直流伺服电机分为有刷和无刷电机,有刷电机成本低,结构简单,启动转矩大,调速范围宽,控制容易,需要维护,但维护方便(换碳刷),会产生电磁干扰,对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。无刷电机体积小,重量轻,出力大,响应快,速度高,惯量小,转动平滑,力矩稳定。

直流伺服电机容易实现智能化,其电子换相方式灵活,可以方波换相或正弦波换相。电机免维护不存在碳刷损耗的情况,效率很高,运行温度低噪音小,电磁辐射很小,长寿命,可用于各种环境。

交流伺服电机的速度控制特性良好,在整个速度区内可实现平滑控制,几乎无振荡,90%以上的高效率,发热少,高速控制,高精确度位置控制(取决于编码器精度),额定运行区域内,可实现恒力矩,惯量低,低噪音,无电刷磨损,免维护(适用于无尘、易爆环境)。交流伺服电机也是无刷电机,分为同步和异步电机,目前运动控制中一般都用同步电机,其功率范围大,功率可以做到很大,大惯量,最高转速低,转速随功率增大而匀速下降,适用于低速平稳运行场合。

交流伺服电机的缺点是控制较复杂,驱动器参数需要现场调整PID参数确定,而且需要更多的连线来支持其运行工作。

两者的应用领域对比

直流伺服电机应用在各类数字控制系统中的执行机构驱动以及需要精确控制恒定转速或需要精确控制转速变化曲线的动力驱动。由于直流伺服马达既具有交流马达的结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点,又具有直流马达的运行效率高、无励磁损耗以及调速性能好的特点,故在当今国民经济的各个领域,如医疗器械、仪表仪器、化工、轻纺以及家用电器等方面的应用日益普及。

凡是对位置,速度和力矩的控制精度要求比较高的场合,都可以采用交流伺服驱动。如机床、印刷设备、包装设备、纺织设备、激光加工设备、机器人、电子、制药、金融机具、自动化生产线等。因为伺服多用在定位、速度控制场合,所以伺服又称为运动控制。

总结

不管是直流伺服电机还是交流伺服电机都是服电机的一种,其特点决定了应用领域的不同,在实际应用场景里相辅相成,想互协助。伺服电机的应用领域就太多了。只要是要有动力源的,而且对精度有要求的一般都可能涉及到伺服电机。如数控机床、印刷设备、包装设备、纺织设备、激光加工设备、机器人、自动化生产线等对工艺精度、加工效率和工作可靠性等要求相对较高的设备,包括你的电脑里面都有这东西。

(来源:机器人网)

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