直流伺服電機的出現使得我們在很多低壓工況的設備有了很好的解決方案,隨著近年來機器人和物流行業飛速的發展,直流伺服電機的應用達到有史以來用量高峰。為了能讓我們很好的充分運用它的性能,我們從直流伺服電機結構、工作原理及特點知識點入手來深入了解它。
結構:直流伺服電機工作原理如何?我們先來了解一下結構:主要由定子、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。
原理:直流伺服電機的工作原理與普通的直流電機工作原理基本相同。依靠電樞氣流與氣隙磁通的作用產生電磁轉矩,使伺服電機轉動。通常采用電樞控制方式,在保持勵磁電壓不變的條件下,通過改變電壓來改變轉速。電壓越小轉速越低,電壓為零時,停止轉動。因為電壓為零時,電流也為零,所以電機不會產生電磁轉矩,既不會出現自轉現象。如下圖:
特點:輸入或輸出為直流電能的旋轉電機。
它的模擬調速系統一般是由2個閉環構成的,既速度閉環和電流閉環,為使二者能夠相互協調、發揮作用,在系統中設置了2個調節器,分別調節轉速和電流。
2個反饋閉環在結構上采用一環套一環的嵌套結構,這就是所謂的雙閉環調速系統,它具有動態響應快、抗干擾能力強等優點,因而得到廣泛地應用。
通常是由模擬運放構成PI或PID電路;信號調理主要是對反饋信號進行濾波、放大。考慮到直流電機的數學模型,模擬調速系統動態傳遞函數關系在模擬調速系統的調試過程中,因電機的參數或負載的機械特性與理論值有較大差異,往往需要頻繁更換R,C等元件來改變電路參數,以獲得預期的動態性能指標,這樣做起來非常麻煩,行星滾柱絲杠。
如果采用可編程模擬器件構成調節器電路,系統參數如增益、帶寬甚至電路結構都可以通過軟件進行修改,調試起來就非常方便。