异步伺服电机和同步伺服电机的区别
2015-09-15 14:55:52 来源:eefocus
【哔哥哔特导读】一谈到运动控制,大家第一时间就会想起伺服电机。实际上,伺服电机的家族也是分为多个血统的,你又有没有想到呢?
一谈到运动控制,大家第一时间就会想起伺服电机。实际上,伺服电机的家族也是分为多个血统的,你又有没有想到呢?
伺服电机(servo motor )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”一词源于希腊语“奴隶”的意思,“伺服电机”可以理解为绝对服从控制信号指挥的电机:在控制信号发出之前,转子静止不动;当控制信号发出时,转子立即转动;当控制信号消失时,转子能即时停转。因此伺服电机指的是随时跟随命令进行动作的一种电机,是以其工作性质命名的,概念上和“直流电机”“异步电机”“同步电机”这些常见以电机驱动方式来分类的方式不一样,注意不要混肴。
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。伺服电机主要分为直流伺服电机和交流伺服电机,其中直流伺服又分为有刷直流伺服和无刷直流伺服,交流伺服又分为异步交流伺服和永磁同步交流伺服。(实际上无刷直流伺服也算是交流伺服一派的,只不过区别在于用直流供电,并控制器电子换向实现交流电机驱动)
但由于主要用于控制,因此市面上大多的伺服电机通常是指永磁同步电机,因为其控制响应性能最优;久而久之,大家日常说道的伺服电机通常都是指永磁同步电机。
永磁同步伺服电机
永磁同步伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。特点如下:
控制速度非常快,从启动到额定转速只需几毫秒;而相同情况下异步电机却需要几秒钟。
启动扭矩大,可以带动大惯量的物体进行运动。
功率密度大,相同功率范围下相比异步电机可以把体积做得更小、重量做得更轻。
运行效率高。
可支持低速长时间运行。
断电无自转现象,可快速控制停止动作。
但随着异步电机控制技术的不断发展,当前以模拟信号控制的异步电机在控制响应方面性能也跟上来了,且其亦具备永磁同步电机不具备的优点,因此异步伺服电机作为伺服电机行业的一股新生力量也在渐露头角。
异步伺服电机
异步伺服电机实际上和异步电机是几乎完全相似的,不过其引入了编码器实现了对电机的闭环控制,因此也可以视为伺服电机的一种。尤其是当前变频调速技术的飞速发展,异步伺服电机的实际控制性能也很不错,配合其支持大功率、高转速的特点,在一些永磁同步电机无法胜任的地方大放异彩。特点如下:
功率可以做得很大,设计成熟,运行可靠性高。
支持高速(过10000rpm)长时间运行,同比下永磁电机最高只能做到6000~8000rpm转速。
性价比高,在对控制精度要求不高的情况下可以替代永磁电机使用。
应用举例——数控机床
伺服电机行业测试解决方案——MPT1000
为了满足当前伺服运动控制行业的需求,致远电子推出了MPT混合型电机测试分析系统,开创电机与驱动器综合测试分析设备先河。针对伺服系统,MPT1000可以实现对电机、驱动器及整个控制系统的完整性能分析与控制特性分析。
针对伺服电机控制系统,MPT1000可通过自由加载引擎对电机和驱动器进行瞬态波形记录,实现伺服系统中电机控制响应时间等各类瞬态参数的测量,提供全球唯一的伺服运动控制系统完整解决方案。
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近期,中航光电推出了专为伺服电机等应用场景设计的系列伺服电机接口连接器。
为促进机器人行业发展,JAE、中航光电提供了全新的连接解决方案,推出了多款适用于伺服电机等应用的工业连接器。
伺服电机可以在一定范围内精确控制电机的位置和转速,基本上是无级变速,简化了传动系统。伺服驱动器采用数字信号处理器(DSP)作为控制核心,可以实现比较复杂的控制算法,实现数字化、网络化和智能化。能够精确的控制电机的转动,从而实现精确的定位。
作为现代工业运动控制的重要组成部分,低压伺服驱动器通过力矩、速度、位置三种方式对伺服电机进行精准控制,被广泛应用于低压供电场合、定位控制、移动供电场合等安装空间小、用电安全高的自动化应用场景中。
应用于高速度伺服电机的新型伺服电缆。
伺服压力机节能环保:伺服压力机采用伺服电机。机器待机时电机不旋转。在压机安装中,速度和功率也在发生变化。
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