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三自由度平臺、六自由度平臺內不可或缺的核心部件——伺服電機
發布時間:2020-12-16 13:35

  伺服意味著一個錯誤感應反饋控制,該反饋控制用于校正系統性能。它還需要一個通常復雜的控制器,通常是專門設計用于伺服電機的專用模塊。伺服電機是直流電機,可以精確控制角度位置。它們實際上是直流電機,其速度通過齒輪緩慢降低。伺服電機通常具有從90°到180°的旋轉截止。某些伺服電機的旋轉截止速度也可以達到360°或更大。但是伺服電機不能持續旋轉。它們的旋轉被限制在固定角度之間。

  伺服電機實際上是由四部分組成的組件:普通的直流電機,齒輪減速單元,位置傳感裝置和控制電路。直流電機與齒輪機構連接,該齒輪機構向位置傳感器(主要是電位計)提供反饋。電機的輸出從齒輪箱通過伺服花鍵傳遞到伺服臂。對于標準伺服電機,齒輪通常由塑料制成,而對于大功率伺服電機,齒輪由金屬制成。

  伺服電機的功能是接收代表伺服軸所需輸出位置的控制信號,并向其直流電機供電,直到其軸轉到該位置為止。

  它使用位置檢測裝置來計算出軸的旋轉位置,因此它知道電機必須旋轉哪種方式才能將軸移動到指示位置。軸通常不會像DC電機那樣自由旋轉,而只能旋轉200度。

  伺服電機

  從轉子的位置開始,產生旋轉磁場以有效地產生轉矩。電流在繞組中流動以產生旋轉磁場。軸傳遞電機輸出功率。負載通過傳遞機構驅動。高性能稀土或其他永磁體位于軸的外部。光學編碼器始終觀察轉數和軸的位置。

  伺服電機的工作

  伺服電機主要由直流電機,齒輪系統,位置傳感器和控制電路組成。直流電機由電池供電,并以高速度和低轉矩運行。連接到直流電機的齒輪和軸組件將該速度降低到足夠的速度和更高的扭矩。位置傳感器從軸的確定位置檢測軸的位置,并將信息提供給控制電路??刂齐娐废鄳亟獯a來自位置傳感器的信號,并將電機的實際位置與所需位置進行比較,并相應地控制直流電機的旋轉方向以獲得所需位置。伺服電機通常需要4.8V至6V的直流電源。

  控制伺服電機

  通過使用脈寬調制技術控制其位置來控制伺服電機。施加到電機的脈沖寬度會發生變化,并在固定的時間內發送。

  脈沖寬度確定伺服電機的角位置。例如,1 ms的脈沖寬度導致0度的角位置,而2 ms的脈沖寬度導致180度的角寬度。

  好處:

  如果在電機上施加了重負載,驅動器將在嘗試旋轉電機時增加流向電機線圈的電流?;旧?,沒有失調的情況。

  可以高速運行。

  缺點:

  由于伺服電機會根據命令脈沖嘗試旋轉,但會滯后,因此不適用于精確控制旋轉。

  成本較高。

  停止時,電機的轉子繼續來回移動一個脈沖,因此,如果需要防止振動,則不合適。

  伺服電機的應用

  伺服電機用于要求速度快速變化而又不會過熱的應用中。

  在工業領域中,它們被用于機床,包裝,工廠自動化,材料處理,印刷轉換,裝配線以及許多其他要求苛刻的應用,例如機器人技術,CNC機械或自動化制造。

  它們還用于無線電控制的飛機中,以控制電梯的定位和移動。

  它們在機器人中的使用是因為它們可以平滑地打開和關閉以及準確定位。

  它們還被航空航天工業用來在其液壓系統中保持液壓油。

  它們被用于許多無線電遙控玩具中。

  它們用于電子設備(例如DVD或藍光光盤播放器)中,以擴展或重放光盤托盤。

  它們還被用于汽車中以保持車輛的速度。

  伺服電機應用電路

  在下面的應用電路中:每個電機都有三個輸入:VCC,接地和一個周期性方波信號。方波的脈沖寬度決定了伺服電機的速度和方向。在我們的情況下,我們只需要更改方向即可使設備前進,后退以及左右旋轉。如果脈沖寬度在特定時間范圍內,則電機將沿順時針方向驅動。如果脈沖寬度超過該時間范圍,則電機將沿逆時針方向驅動??梢酝ㄟ^電機內部的內置電位計來調整中間時間范圍。

  步進電機和伺服電機之間的3個區別:

  步進電機具有許多極,由永磁體或電流產生的磁對。伺服電機的極數很少。每個極都為電機軸提供自然的步進點。

  低速時步進電機的轉矩大于相同尺寸的伺服電機的轉矩。

  步進電機的操作由脈沖發生器輸出的指令脈沖信號同步。相反,伺服電機的運行滯后于指令脈沖。

關鍵詞: 三自由度平臺,六自由度平臺,伺服電機
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