什么是伺服電機?伺服電機的工作原理
                      2023-06-07

                      伺服是什么?其實,伺服就是一個電機,和控制這個電機的驅動器。電機就叫伺服電機,驅動器自然叫伺服驅動器,‘伺服’源自于控制,精確控制的代名詞?!茱@然,為了控制電機,精確控制電機,專門研發出“伺服”這樣的一種系統。到此,可能很多人會奇怪:控制個電機為什么要做個這么復雜的系統呢?這不得不引入電機應用、原理以及發展的一些信息了。

                       什么是伺服電機?伺服電機的工作原理.jpg

                      電機,是運用電磁原理,通電線圈在磁場環境產生作用力作用而轉動的一種電子產品。電子根據應用發展有直流電機、交流電機;直流又分有刷、無刷電機之分,主要是因為有刷電機必須定期更換碳刷,維護麻煩人類設計出刷電機;交流電機又分單相、三相、同步、異步等。電機是蒸汽機、內燃機外產生運動必須的載體,所以根據各自各樣的應用和工作要求,早期人類就設計出了如此多的電機品種和類別,各有各的特長和優點,所以存在的相當長的一段時間,不過它們的固有缺點與特性,日漸不能滿足人類的需求,比如,所有電機的速度都不易控制,即使以控制速度見長的直流電機,要想準恒定定在某個轉速上還是很難很難的;又如,由電磁原理我們不難發現,電機線圈通常是銅等低阻抗的材質組成,那么通電瞬間電流是可以很大很大的,磁場對線圈的作用力跟這個通過的電流密切先關,只有在電機轉起來轉速恒定,感抗恒定才使得電機的通電電流恒定,經驗表明,啟動瞬間電機的電流是電機正常工作電流的5~10倍,而且,電機在低于3倍的電流之下,啟動乏力。這是電機至今的固有特點缺點,至此,我們也不難明白,通電中的電機一旦發生堵轉(通俗說就是掐死不動了),通電電流對其可是災難性的。同時我們也不難明白,相對于傳動系統來說,電機啟動瞬間的扭力可是具有很大破壞力的,因為跟正常工作狀態時的扭力差距太大。

                      因此,人們一直以來都在著力研究電機的速度和扭力控制問題。后來,人們在變頻技術上得到突破,開發了變頻驅動器,它在一定程度上可以控制三相電機的數度,而且也一定程度緩解了電機啟動瞬間的扭力和轉動加速度問題。如今我們日常使用的升降電梯速度可變,和上產中的自動扶梯速度可變,基本都是運用變頻技術。變頻技術就是利用逆變技術控制電機的三相供電頻率電流可變,從而達到一定程度地控制電機在某個速度下恒定的目的。技術的關鍵點在于變頻器內可編程芯片(我們俗稱CPU)內部的算法,所以變頻器本身有許多參數供用戶在特定場合應用時調節合適的算法補償。

                      伺服,就是在變頻的技術上發展出來的更進一步產品,其通過電機屁股上安裝編碼器反饋信息,驅動器內部的CPU再結合這個反饋信息生成控制三相電流輸出的脈沖,從而實現伺服電機的精確控制。伺服驅動器的“使能”,其實就是啟動一個設計好的三相電機動力電源的脈沖,使電機懸停在停止和轉動之間,那么這個既解決了電機啟動瞬間缺點所帶來的問題,也使得能伺服驅動器在接收到外界“電機轉動”指令使電機迅速轉動。那么,伺服內部的眾多參數,不過就是分門類別地根據伺服應用在各種各樣各式的運用場合下,配合上位機、配合機械機床、配合特定的瞬態、力度的修補調整。

                      我想,太專業的術語,外行人看不懂,行內人好像術語都明白都懂,卻想象不出其究竟是如何體現表現的。

                      那么,伺服系統,我們可以借助公司財務來理解,老板通常只會去跟財務人員說“我要分什么報表”、“我要什么收支情況”、“我要出差安排”等等等等,財務部就根據公司內部的一切信息方法進行計算,得出老板所需要的答案。伺服系統就是這么樣的一個系統。 

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