伺服电动机又叫执行电动机,或叫控制电动机。在自动控制系统中,伺服电动机是一个执行元件,它的作用是把信号(控制电压或相位)变换成机械位移,也就是把接收到的电信号变为电机的一定转速或角位移。其容量一般在0.1-100W,常用的是30W以下。伺服电动机有直流和交流之分。
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。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。
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。
伺服电动机工作原理
1、伺服系统是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)的任意变化的自动控制系统。伺服主要靠脉冲来定位,基本上可以这样理解,伺服电机接收到1个脉冲,就会旋转1个脉冲对应的角度,从而实现位移,因为,伺服电机本身具备发出脉冲的功能,所以伺服电机每旋转一个角度,都会发出对应数量的脉冲,这样,和伺服电机接受的脉冲形成了呼应,或者叫闭环。
如此一来,系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机,同时又收了多少脉冲回来,这样,就能够很精确的控制电机的转动,从而实现精确的定位,可以达到0.001mm。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,但维护不方便(换碳刷),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。控制复杂,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,效率很高,运行温度低,电磁辐射很小,长寿命,可用于各种环境。
2、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,它的功率范围大,可以做到很大的功率。大惯量,最高转动速度低,且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。
3、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)。
交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上的区别:交流伺服要好一些,因为是正弦波控制,转矩脉动小。直流伺服是梯形波,但直流伺服比较简单,便宜。
伺服电动机广泛应用于各种控制系统中,能将输入的电压信号转换为电机轴上的机械输出量,拖动被控制元件,从而达到控制目的。伺服电动机有直流和交流之分,较早的伺服电动机是一般的直流电动机,在控制精度不高的情况下,才采用一般的直流电机做伺服电动机。直流伺服电动机从结构上讲,就是小功率的直流电动机,其励磁多采用电枢控制和磁场控制,但通常采用电枢控制。
(1)如果指针先大幅度摆向电阻零位,然后慢慢地返回到数百千欧位置,说明电容器完好。
(2)如果指针不动,则说明电容器有开路故障。
(3)如果指针摆到电阻零位后不返回,说明电容器内部已击穿损坏。
(4)如果指针摆到刻度盘上某个较小电阻处,不能返回,说明电容器泄漏电流较大。
(5)如果指针能摆动和返回,但第一次摆幅小,说明电容器容量已减小。
(6)将万用表的转换开关拨到R×10k挡,用表笔测量电容器两引线对外壳电阻。如果电阻为0Ω,说明电容器电极与其外壳之间已被击穿短路。
对于电容器已有断路、严重泄漏或击穿故障的,则需要更换新的电容器。
1、标准项目
①定子部分:清扫吹灰;检查线圈及垫块、绑线、绑环引出线;检查槽楔、铁芯、通风孔、压指、压铁、工字铁(间隔块);检查测温装置;检查机壳、焊接处情况等;标准试验。
②转子部分:清扫吹灰;检查铁芯、通风孔;检查绑线线圈、槽楔、鼠笼、铸铝情况;检查轴颈、滑环、引出线、刷握、电刷;检查风扇、平衡块;电气标准试验。
③轴承部分:检查清洗轴承;检查内外轴承小盖及轴承盒;轴瓦检查。
④冷却系统:检查进出风道及冷却器;检查测温装置;检修冷却器及试水压。
⑤对轮部分:检查对轮。
2、非标准项目
①定子部分:更换槽楔;更换少量垫块绑线;线圈喷绝缘防护漆。
②转子部分:更换电刷、刷握;铜条补焊;更换风扇。
③轴承部分:更换轴承;更换轴承盒;研磨轴瓦。
3、特殊项目
①定子部分:局部或全部更换线圈;局部或全部更换垫块绑线;更换绑环;局部或全部更换槽楔;铁芯发热试验;空载、满载铁损试验。
②转子部分:更换绑线、线圈;局部或全部补焊铜条;全部更换鼠笼;车旋滑环;轴颈加工;更换转子轴;做动静平衡。
③冷却系统:制作风罩;冷却器清洗、拆装、试压。
④对轮:更换对轮;配制销键。
⑤其他:重大改进项目;消除重大缺陷。
4、小修标准项目
小修标准项目包括:吹灰清扫;检查轴承及油质;检查机内的可见部分;检查滑环电刷引线、接线柱、接地线、测温计等;测绝缘电阻;消除运行中一般缺陷,必要时解体。