伺服电机是如何工作的?
伺服电机是专门设计用于控制应用和机器人的电机。它们用于高扭矩下的精确位置和速度控制。它由合适的电机、位置传感器和复杂的控制器组成。如果采用伺服机构控制直流电机,则称为直流伺服电机。因此,伺服电机的主要类型可能是
(i) 直流伺服电机,
(ii) 交流伺服电机。
伺服电机的额定功率从几瓦到几百瓦不等。它们具有高扭矩能力。所述伺服电动机的转子是由直径较小,长度越长,使得其具有低的惯性。
伺服电机工作原理
伺服机构基本上是一个闭环系统,由受控设备、控制器、输出传感器和反馈系统组成。术语伺服机构最有可能适用于需要控制位置和速度的系统。
伺服电机用于非常精确地控制位置和速度,但在简单的情况下,只能控制位置。轴的机械位置可以通过电位计感应,电位计通过齿轮与电机轴耦合。轴的当前位置由电位器转换成电信号,并与指令输入信号进行比较。在现代伺服电机中,电子编码器或传感器用于感测轴的位置。
根据轴的要求位置给出指令输入。如果反馈信号与给定输入不同,则会生成错误信号。该误差信号随后被放大并作为输入应用于电机,从而导致电机旋转。当轴到达所需位置时,误差信号变为零,因此电机保持静止不动。
命令输入以电脉冲的形式给出。由于施加到电机的实际输入是反馈信号(当前位置)和施加信号(所需位置)之间的差值,因此电机的速度与当前位置和所需位置之间的差值成正比。电机所需的功率与其需要行驶的距离成正比。
伺服电机控制原理
通常伺服电机向任一方向旋转 90°,即最大运动可以是 180°。由于内置机械挡块,普通伺服电机无法进一步旋转。
从伺服器中取出三根电线:正极线、地线和控制线。通过控制线发送脉冲宽度调制 (PWM) 信号来控制伺服电机。每 20 毫秒发送一个脉冲。脉冲宽度决定轴的位置。例如,1ms的脉冲将使轴逆时针移动 -90°,1.5ms 的脉冲将使轴在中性位置移动 0°,2ms 的脉冲将使轴顺时针移动 +90°。
当通过施加适当宽度的脉冲命令伺服电机移动时,轴移动并保持在所需位置。如果外力试图改变轴的位置,电机将抵制改变。电机需要重复脉冲才能保持位置。
伺服电机的应用
伺服电机广泛用于机器人、计算机、CD/DVD 播放器、玩具等。伺服广泛用于需要以非常精确的方式重复执行特定任务的应用。
好了以上就是伺服电机是如何工作的?它的工作原理是什么?的内容。
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