伺服電機(jī)是哪種類型的電機(jī)?
簡短的答案是:伺服電機(jī)沒有單一的“類型”。術(shù)語“伺服”僅表示電機(jī)在閉環(huán)控制系統(tǒng)中運(yùn)行,該系統(tǒng)使用來自編碼器或分解器(通常集成在電機(jī)上或安裝在電機(jī)上)的反饋,將電機(jī)的實(shí)際位置,速度或轉(zhuǎn)矩與命令中的電機(jī)進(jìn)行比較。值。請(qǐng)注意,此定義未指定電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)或操作。
但是,某些類型的電機(jī)比其他類型的電機(jī)更適合伺服應(yīng)用-通常涉及高精度的運(yùn)動(dòng),且速度或扭矩調(diào)節(jié)良好。這里概述了各種類型的電機(jī),以及為什么某些電機(jī)設(shè)計(jì)在伺服應(yīng)用中的性能要優(yōu)于其他電機(jī)。
通常,各種電機(jī)之間的第一個(gè)區(qū)別是它們是使用交流還是直流電源運(yùn)行。交流和直流電機(jī)之間的基本操作區(qū)別在于,交流電機(jī)的速度由施加電壓的頻率和電機(jī)中的磁極數(shù)控制。對(duì)于直流電機(jī),在電機(jī)負(fù)載恒定的情況下,速度與電源電壓成正比。如下所示,交流和直流電機(jī)都可以用作伺服電機(jī)。
交流電機(jī):同步或異步
交流電機(jī)可以進(jìn)一步分為兩類:同步電機(jī)和異步電機(jī),具體取決于它們的旋轉(zhuǎn)磁場速度。對(duì)于同步電機(jī),轉(zhuǎn)子以與定子的旋轉(zhuǎn)磁場相同的速度旋轉(zhuǎn),這稱為同步速度。同步交流電機(jī)在動(dòng)態(tài)應(yīng)用中具有高轉(zhuǎn)矩密度和出色的性能,因此它們通常用于伺服系統(tǒng)中。 同步交流電機(jī)也稱為永磁交流(PMAC)或無刷交流(BLAC)電機(jī)。
在異步電機(jī)(也稱為感應(yīng)電機(jī))中,轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度低于定子的旋轉(zhuǎn)磁場。感應(yīng)電機(jī)通常與變頻驅(qū)動(dòng)器一起使用以實(shí)現(xiàn)速度控制,但是它們通常不包含反饋,因此它們不是真正的伺服設(shè)備。
直流電機(jī):有刷或無刷
直流電機(jī)分為有刷和無刷兩種,具體取決于它們是機(jī)械換向(帶電刷和換向器)還是電子換向(通過霍爾傳感器或其他反饋)。
有刷和無刷直流電機(jī)均可用于伺服系統(tǒng),盡管由于電刷和換向器的磨損以及相關(guān)的維護(hù),有刷電機(jī)在伺服應(yīng)用中并不常見 。
在伺服應(yīng)用中 使用有刷電機(jī)時(shí),通常選擇的配置是永磁定子(與繞線定子相反),這種設(shè)計(jì)通常稱為永磁直流(PMDC)電機(jī)。
另一方面,無刷直流(BLDC)電機(jī) 具有高效率和可靠性,低轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩(改善了動(dòng)態(tài)響應(yīng))以及線性速度-轉(zhuǎn)矩關(guān)系,因此非常適合伺服應(yīng)用。
交流和BLDC同步電機(jī)是否相同?
像上述同步交流電機(jī)一樣,BLDC電機(jī)也在轉(zhuǎn)子上使用永磁體并以同步速度運(yùn)行。從技術(shù)上講,運(yùn)行BLDC電機(jī)的電壓通過DC總線和電子電路從AC轉(zhuǎn)換為DC。如此多的專家認(rèn)為,這兩種電機(jī)類型是相同的技術(shù),因此將它們歸為永磁同步電機(jī)(PMSM)類別。但是同步交流電機(jī)和無刷直流電機(jī)的定子繞組不同,這種差異會(huì)影響它們的運(yùn)行和性能。
在BLDC電機(jī)中,定子線圈被梯形纏繞并產(chǎn)生梯形反電動(dòng)勢(shì)波形,該波形易于產(chǎn)生可聽見的噪聲。換向以六個(gè)步驟(每60度)完成,這會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。另一方面,同步交流電機(jī)具有正弦繞線的定子,并使用連續(xù)的正弦換向,這消除了BLDC電機(jī)所經(jīng)歷的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。這使得同步交流電機(jī)成為高性能工業(yè)伺服應(yīng)用的首選。了解更多電機(jī)專業(yè)知識(shí)及技巧,可加入電機(jī)行業(yè)內(nèi)qq群136274082,業(yè)內(nèi)專業(yè)老師傅解答。
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