1.伺服电机工作原理
伺服电机是一种线性和旋转执行器。执行器是负责系统组件运动的设备。在闭环系统中,最终控制元件是执行器。伺服电机控制轴的线性和角运动;更准确地说,它是一种用于精确控制线性或角位置、速度和加速度的装置。
为了控制直线或角位置、速度和加速度,伺服电机采用闭环控制机制。如果使用直流电机控制系统,则称为直流控制伺服电机,如果使用交流电机控制系统,则称为交流控制伺服电机。
闭环控制系统包含一个测量设备,该设备测量位置,然后将其转换为电信号。这种测量设备称为编码器。该系统还包含一个放大器,其目的是放大信号,以便更精确和正确地使用它。
2.伺服电机与编码器
最简单的伺服电机仅测量位置。因此它们只配备了位置编码器。它们有一个位置设定点,称为命令位置。它们通过命令位置测量实际位置,如果值存在差异,则意味着闭环控制系统中的误差不为零。控制器必须通过改变实际位置将误差归零。
最简单的伺服电机使用电位计作为编码器。这些不能用于复杂的应用程序。它们在工业应用中并不常见。尽管对于某些工业应用,位置信号可以在电气上进行微分,以便将速度控制带入系统。这些编码器与 PID 控制器相结合,保证了对某些工业操作的精确控制。
3.伺服电机的应用
在大多数复杂的工业应用中,旋转编码器与变速驱动器一起使用,通过改变输入频率来控制速度。这与 PID 控制机制相结合,提供了一个具有较少超调的出色控制。
伺服电机在许多工业应用中都有使用,它们几乎用于所有需要根据进料流中组分的浓度对系统进行变速或可变功率输入的传质应用。它们用于化学反应器,也广泛用于半固体工业。它们存在于许多家用电子产品中,例如喷墨打印机、CD 和 DVD 驱动器、遥控设备和更多应用。
伺服电机比标准电机更通用。标准电动机在通电时开始运行。速度可以控制,但只要有电源,它们就会一直运行。伺服电机根据命令给它的信号运行。它们按照指示的时间段运行,然后等待下一个信号。它们还可以转向控制器命令的任何角度。
伺服电机控制系统的各个部分通常是集成在一起的,以减少占地面积并使系统更易于处理。通常编码器和放大器连接在一起。此外,电机、编码器、驱动器和辅助电子设备都可以安装在一个单一的包装中。为了降低大批量应用的成本,控制器围绕微控制器设计。