伺服电机介绍
伺服电机使用的是三相同步电机,其特点是转子:
没有三相异步电机中的鼠笼条;看图,转子上有很多贴片,是永磁铁(钕铁硼)材料。这样来看,转子其实自带磁场,而不像异步电机是靠感应电流产生的磁场。
永磁铁有两种安装方式:
1是表贴式,也就是图中样式,永磁铁是贴在表面的;
2是內嵌式,需要在转子上打孔,将永磁材料填充进去;
表贴式:具有结构简单、制造成本较低、转动惯量小等优点;
内嵌式:如果转速够快,例如1wr/min甚至3wr/min,还是用内嵌式较好;
转子冲片机械强度高、安装永磁体后转子不易变形等。
以常见的感应式电机三相异步电机作比较:
其转子是鼠笼式的;在给定子通入交流电,定子中就会产生旋转磁场,旋转磁场在旋转时会切割笼条,从而在笼条内部产生感应电流,感应电流会产生一个与定子磁场相吸的磁场;
这样转子就会跟着之前的定子中的磁场进行转动,而伺服电机的转子自带磁场,因此运行起来伺服电机要比感应式三相异步电机效率更高。
伺服电机的特点
1、紧凑,体积小 2、在很宽的速度范围内具有高连续扭矩或有效扭矩 3、由于转子转动惯量低,动态响应水平高 4、适用于快速而精确的定位和同步任务(例如齿轮同步、凸轮同步) 5、低转矩脉动 6、短时间内具有高过载能力,这意味着在很宽的速度范围内具有很高的最大扭矩 7、高效率 8、免维护(与直流电机相比) 9、非常强大,高防护等级
说明:
1:T=Jω(T:输出扭矩;J:转动惯量;ω:角加速度)
ω=T/J;ω越大,动态响应越高。
2:伺服电机的转子上的永磁铁贴片是使用表贴式的,那么无论贴的再紧密,还是会有间隙,官方人员通过调整角度进行了优化,将因间隙而导致在电机1FL26运行时产生的脉动降到最低。
3:1FL26伺服电机可以支持大于额定扭矩300%的一个过载能力。
4:伺服电机的效率通常可以达到95%以上。
转速方面:以3000r为例,从0到3000,只需6~10ms;也就是说如果让电机从静止到向前移动5圈,大概也就需要100ms。
电机没有风扇,是自然冷却的,所以免维护;而且不像直流电机需要更换电刷。
5:IP65;6:防尘等级,完全防尘5:防水等级,从各个方向进行防护。
伺服电机结构
在安装伺服电机的时候,不能敲击伺服电机,特别是轴和编码器(非驱动端)部分;在编码器中有易碎的码盘,可能一次不经意的敲击就会损坏码盘。
轴高
与伺服电机选型密切相关;与惯量有关。
总长
可通过伺服电机的外形来进行判断电机是低惯量还是高惯量。
一般而言,细长的电机是低惯量电机,宽且短的是高惯量电机。
案例
滑冰;当运动员将双腿慢慢合拢,前进速度会变快,而将双腿慢慢向左右两边撑开,则会减速直至停止。
如何排查伺服电机过热?