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什么是交流伺服系统?组成、原理及分类介绍

2023-11-22 16:27

      1.交流伺服系统概述

      交流伺服系统是从20世纪70年代之后开始发展的。在此之前,伺服系统中普遍采用直流电机,构成直流伺服系统。随着社会的发展,伺服系统的应用领域愈来愈广泛。而直流伺服系统中,直流电机本身具有的缺陷,使得其应用范围受到了一定的限制。随着电力电子技术的发展,电力电子功率器件的不断更新换代,为交流伺服系统的发展奠定了坚实的基础。

      交流伺服系统主要由交流伺服驱动器(或称控制器)和交流伺服电动机组成,系统以驱动器为核心,驱动控制交流伺服电动机的运转,转矩、速度或位置的闭环控制使系统动态性能和静态性能优异。

      2.交流伺服系统的组成

      (1)驱动器

      伺服驱动器一般通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制,实现高精度的传动系统定位。

      (2)交流伺服电动机

      伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的电机,伺服电机内部带有编码器,能实时反馈运动数 据给伺服驱动器。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,可把所收到的电信号转换成电机轴上的角位移或角速度输出。

      3.交流伺服系统工作原理

      交流伺服电动机有三自种控制方式,它们分别是幅值控制、相位控制和幅相控制。

      幅值控制:控制电压和励dao磁电压保持相位差90度,只改变控制电压幅值。

      相位控制:相位控制时控制电压和励磁电压均为额定电压,通过改变控制电压和励磁电压相位差,实现对伺服电机的控制。

      幅相控制:对幅值和相位都进行控制,通过改变控制电压的幅值及控制电压与励磁电压相位差控制伺服电机的转速。

      4.交流伺服电机分类

      交流伺服系统按交流伺服电动机种类可分为交流异步伺服系统和交流同步伺服系统。其中交流同步伺服系统有以下特点:

      (1)位置分辨率高,定位精度高。

      (2)调速范围宽,低速运行平稳,静态刚度强。

      (3)响应速度快,过载能力强,能承受频繁启停和正反转。

      (4)可靠性高,可工作于恶劣的环境。

      (5)系统操作界面友好,维护工作量大大减小。近年来,伺服控制技术进步需求的发展推进、永磁材料性能的不断提高和价格日渐下降,使得交流同步伺服系统得到了长足的发展,竞争优势日益突出。

      此外,按照接受和处理指令信号的方式可分为以下三类:模拟式伺服系统、数字模拟混合式伺服系统和全数字式伺服系统。其次,按照伺服系统的伺服电机来分也可以分为两类,一是利用永磁同步伺服电机组成的伺服系统,二是用鼠笼式异步电机构成的伺服系统。