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直流伺服電機與交流伺服電機的全方位對比

更新日期:04 Aug 2018
摘要:

伺服電機是指在伺服系統中控制機械元件運轉的發動機,是一種補助馬達間接變速裝置。伺服電機可使控制速度,位置精度非 […]

伺服電機是指在伺服系統中控制機械元件運轉的發動機,是一種補助馬達間接變速裝置。伺服電機可使控制速度,位置精度非常準確,可以將電壓信號轉化為轉矩和轉速以驅動控制對象。伺服電機轉子轉速受輸入信號控制,并能快速反應,在自動控制系統中,用作執行元件,且具有機電時間常數小、線性度高、始動電壓等特性,可把所收到的電信號轉換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。

直流伺服電機與交流伺服電機

分為直流和交流伺服電動機兩大類,其主要特點是,當信號電壓為零時無自轉現象,轉速隨著轉矩的增加而勻速下降。

直流伺服電機,它包括定子、轉子鐵芯、電機轉軸、伺服電機繞組換向器、伺服電機繞組、測速電機繞組、測速電機換向器,所述的轉子鐵芯由矽鋼沖片疊壓固定在電機轉軸上構成。

交流伺服電機的結構主要可分為兩部分,即定子部分和轉子部分。其中定子的結構與旋轉變壓器的定子基本相同,在定子鐵心中也安放著空間互成90度電角度的兩相繞組。其中一組為激磁繞組,另一組為控制繞組,交流伺服電動機是一種兩相的交流電動機。

兩者的優缺點對比

直流伺服電機分為有刷和無刷電機,有刷電機成本低,結構簡單,啟動轉矩大,調速范圍寬,控制容易,需要維護,但維護方便(換碳刷),會產生電磁干擾,對環境有要求。因此它可以用于對成本敏感的普通工業和民用場合。無刷電機體積小,重量輕,出力大,響應快,速度高,慣量小,轉動平滑,力矩穩定。

直流伺服電機容易實現智能化,其電子換相方式靈活,可以方波換相或正弦波換相。電機免維護不存在碳刷損耗的情況,效率很高,運行溫度低噪音小,電磁輻射很小,長壽命,可用于各種環境。

交流伺服電機的速度控制特性良好,在整個速度區內可實現平滑控制,幾乎無振蕩,90%以上的高效率,發熱少,高速控制,高精確度位置控制(取決于編碼器精度),額定運行區域內,可實現恒力矩,慣量低,低噪音,無電刷磨損,免維護(適用于無塵、易爆環境)。交流伺服電機也是無刷電機,分為同步和異步電機,目前運動控制中一般都用同步電機,其功率范圍大,功率可以做到很大,大慣量,最高轉速低,轉速隨功率增大而勻速下降,適用于低速平穩運行場合。

交流伺服電機的缺點是控制較復雜,驅動器參數需要現場調整PID參數確定,而且需要更多的連線來支持其運行工作。

兩者的應用領域對比

直流伺服電機應用在各類數字控制系統中的執行機構驅動以及需要精確控制恒定轉速或需要精確控制轉速變化曲線的動力驅動。由于直流伺服馬達既具有交流馬達的結構簡單、運行可靠、維護方便等一系列優點,又具有直流馬達的運行效率高、無勵磁損耗以及調速性能好的特點,故在當今國民經濟的各個領域,如醫療器械、儀表儀器、化工、輕紡以及家用電器等方面的應用日益普及。

凡是對位置,速度和力矩的控制精度要求比較高的場合,都可以采用交流伺服驅動。如機床、印刷設備、包裝設備、紡織設備、激光加工設備、機器人、電子、制藥、金融機具、自動化生產線等。因為伺服多用在定位、速度控制場合,所以伺服又稱為運動控制。

總結:

不管是直流伺服電機還是交流伺服電機都是服電機的一種,其特點決定了應用領域的不同,在實際應用場景里相輔相成,想互協助。伺服電機的應用領域就太多了。只要是要有動力源的,而且對精度有要求的一般都可能涉及到伺服電機。如數控機床、印刷設備、包裝設備、紡織設備、激光加工設備、機器人、自動化生產線等對工藝精度、加工效率和工作可靠性等要求相對較高的設備,包括你的電腦里面都有這東西。

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