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伺服電動機基礎知識
伺服電動機基礎知識

1 . 1 伺服電動機

自動控制系統(tǒng)及其它伺服裝置中用的小型電動機。按照輸人信號進行起動、停止、正轉和反轉等等過渡性動作，操作和驅動機械負荷。

1.2 直流伺服電動機

直流伺服電動機的原理和一般的直流電動機相同，作為伺服電動機來考慮，有以下幾點：

( l ）與直徑相比，電樞較長；

( 2 ）為了減少不規(guī)則轉矩的出現(xiàn)，電樞作成斜槽的；

( 3 ）為了防止渦流，勵磁鐵芯和磁扼都是硅鋼片疊壓成的。

伺服電動機的種類（代表性的）

1 . 3 交流伺服電動機

常用的兩相伺服電動機和感應電動機原理相同。

和直流伺服電動機一樣，電樞細長, 轉子作成斜槽。頻率為50Hz , 6OHz , 400H，功率多在 10w 以下。



1.4 用途

工業(yè)用機器人、機床、辦公設備、各種測量儀器、計算機關聯(lián)設備（打印機、繪圖儀、磁帶卷取裝置）

2.1 微型電動機

微型電動機是超小型電動機的總稱。袖珍電動機或電唱機用的唱機電機輸人功率在 3W 以下，最大尺寸在50mm以內。

近年來，隨著工業(yè)技術的發(fā)展，要求各種設備小型輕量化，微型電動機用于這一目的的需求有日益增長的傾向。

2 微型電動機

2.2 微型電動機的種類

直流用

l）直流微型電動機

2）直流無刷電動機

交流用

( l ）單相罩極式感應電動機

( 2 ）電容運行電動機

( 3 ）單相磁滯電動機

2.3 直流微型電動機

原理與直流電動機相同，勵磁磁極使用永久磁鐵。電樞鐵芯用波莫合金或純鐵片疊成，磁極數(shù)為 2 ，使用電壓多為 1.5-4.OV.無刷電動機電壓為直流，原理與同步電動機接近。

交流微型電動機

2.4 交流微型電動機

磁滯電動機是同步電動機的一種，定子旋轉磁場使轉子滯后磁化。轉子就由旋轉磁場牽著旋轉。

3 脈沖電動機（步進電動機）

脈沖電動機原理圖（磁阻式）

脈沖電動機原理圖(永磁式)

8 , 3 . 1 脈沖電動機是由脈沖信號驅動的電動機

給這種特殊電動機的定子繞組施加直流電源，它產(chǎn)生的電磁力吸引轉子并使其旋轉。通過順序切換輸人電流的定子繞組，轉子每次轉一個角度。或根據(jù)正比于脈沖數(shù)的角度轉動，或根據(jù)正比于脈沖頻率的速度旋轉。這也稱為步進電動機。



3.2 脈沖電動機的種類

( l ）可變磁阻式用電磁軟鋼等材料作成齒輪形的轉子，被定子繞組的電磁力吸引而旋轉。[VR式]

( 2 ）永磁式轉子使用永久磁鐵，定子繞組的電磁力吸引轉子旋轉。 【 PM 式］

( 3 ）復合式 VR 式和 PM 式復合。

3.3 脈沖電動機的驅動

為了順序切換施于各相的電源，需要有開關電路，包括：

信號電路 ― 脈沖振蕩、停止，頻率變換，反轉信號發(fā)生。

邏輯電路 ― 施于各相繞組的信號分配。

放大電路 ― 將電流放大到電動機可以旋轉。

3 . 4 用途

打印機進紙和托架移動，軟盤移動，卡片機卡片移動，磁帶記錄儀磁帶移動，復印機紙數(shù)控制，繪畫機的 X 、 Y 軸驅動，機床的 X 、 Y 軸驅動等等。

4 直流電動機的控制電路

4 . 1 直流電動機的轉速容易隨轉矩改變

直流電動機具有根據(jù)負荷大小改變轉速的性能。

直流電動機控制是將容易變化的轉速保持為某一給定的目標值。為了使轉速保持不變，就要檢測轉速，并與目標值比較，轉速低時則提高電源電壓使轉速上升，以閉環(huán)的形式控制。

直流電機PLL控制原理及波形

4 . 2 關于直流電動機的控制

( 1 ）位置控制和速度控制在某一轉數(shù)時使電機停止，例如用于自動聚焦照相機透鏡止于某一適當位置的控制方法。

( 2 ) PLL 控制（Phase Locked Loop ）這也叫鎖相環(huán)路控制。這是磁帶記錄儀和磁帶錄音機用的控制方法。從晶體振蕩器發(fā)出的脈沖和與電動機測量元件淵出的轉速所對應的脈沖，用相位器比較。將相位差值變換為直流電壓輸出。用這一控制方法可進行極為精密的轉速控制。

( 3 ）微機控制

微機控制的優(yōu)點是能進行更為復雜的控制。

CPU 是微計算機心臟的中央處理器，它進行演算控制。 RAM 為隨機存取存儲器， ROM 為只讀存儲器，IO控制為控制愉人輸出信號部分，接口為微機和外部各種裝置間的緩沖交接部分。