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沟通伺服电动机的运用趋势

2017-10-18 10:42分类:机械维修 阅读:

 

主动操控体系不只需理论上飞速翻开,在其运用器材上也一日千里。模块化、数字化、高精度、龟龄数的器材每隔3~5年就有更新换代的商品面市。传统的沟通伺服电机特性软,并且其输出特性不是单值的;步进电机通常为开环操控而无法精断定位,电动机自身还有速度谐振区,pwm调速体系对方位盯梢功用较差,变频调速较简略但精度有时不行,直流电机伺服体系以其优秀的功用被广泛的运用于方位随动体系中,但其也有缺陷,例如构造杂乱,在超低速时死区敌对超卓,并且换向刷会带来噪声和维护维护疑问。如今,新式的永磁沟通伺服电机翻开活络,格外是从方波操控翻开到正弦波操控后,体系功用十分好,它调速计划宽,格外是低速功用优胜。

交直流伺服电机体系

  

下面从功率驱动、功用、维护电路等方面,叙说其和直流伺服电机体系的纷歧样特征。

功率驱动

  

关于在雷达上常常运用的直流伺服体系的驱动电动机功率拓宽有些,当天线分量轻,转速慢,驱动功率较小时,通常为几十瓦,能够直接用直流操控电动机。当驱动功率恳求在近千瓦或千瓦以上时,挑选驱动计划,也即拓宽直流电动机的电枢电流,即是计划伺服体系的首要有些。大功率直流如今选用较多的有:晶体管功放、晶闸管功放和电机拓宽机等等。关于千瓦级的晶体管功放运用的较少。可控硅技能在上世纪60~70年代初得到活络的翻开和广泛的运用,但因其时的各方面要素,如牢靠性等,不少商品扔掉了可控硅操控。如今的集成驱动模块通常都为晶体管或晶闸操控造。电机拓宽机是传统的直流伺服电机的功放设备,因其操控简略,健旺经用,如今的新类型的雷达商品上仍有选用。下面首要以拓宽电机为例,和沟通伺服电机比照其优缺陷。

  

拓宽电机常称为拓宽机,通常是用沟通异步感应电动机拖动串联的两级直流发电机组,以此来结束直流操控。两组操控绕组,每组的输入阻抗为几千欧,若串接运用输入阻抗约10千欧,通常为互补平衡对称输入,当体系输入不为零时打破其平衡,使拓宽电机有输出信号。当输入电流为十几到几十毫安时其输出可达100v以上的直流电压和几安到几十安的电流,直接接到直流伺服电机的电枢绕组上。其首要缺陷是体积分量大,非线性度,格外在零点邻近不是极好,这关于恳求高的体系需求细心处理。

  

而沟通伺服电机都配有专门的驱动器,它在体积和分量上远小于同功率的拓宽电机,它靠内部的晶体管或晶闸管构成的开关电路,依据伺服电机内的光电编码器或霍尔器材差异转子其时的方位,挑选驱动电机的a、b、c三相应输出的情况,因而它的功率陡峭稳性都极好。所以不像操控拓宽电机需求做专门的功放电路。这种电机通常都为永磁式的,驱动器发作的a、b、c三相改动的电流操控电机翻滚,因而称为沟通伺服电机;驱动器输入的操控信号可所以脉冲串,也可所以直流电压信号(通常为±10v),所以也有将其称为直流无刷电动机。

两种电机的简略实验比照

  

对两种电机作过简略的实验比照:只需将体系原先的直流过错期号直接接入沟通伺服驱动器的仿照操控输入端,用沟通伺服电机和它的驱动器替代原先的差分功放、电机拓宽机和直流伺服电机,而操控有些和测角元件等均不变,简略比照两种计划的输出特性。

原先的直流伺服电机,额外电压为100v,额外转速为3000r/min,空载主张电压为2v,空载时,当其输入电压为1 v电机不转,输入电压为2~2.5v时,双眼可查询到电机转速不匀,这是由于碳刷、油封等以及力矩角致使的不行避免的景象。而沟通伺服电机由于无碳刷使其抵触力小,还由于霍尔器材的存在而使其电磁力一贯笔直于旋转半径(这既是所谓的正弦操控),然后其低速功用显着优于前者。其时将其转速放在很低,用肉眼很难分辩电机的翻滚,只能通过它自个的软件界面查询指示的电枢方位在翻滚,也查询不到匍匐景象发作,用手也感触不到有特性软的景象,原先直流体系低速恳求为0.1°/s,若用沟通电机估量低速最少可到0.01°/s。选用沟通伺服体系,是对低速功用恳求高的体系最为简略可行的办法。

  

沟通伺服电机的输出特性画法也和直流伺服电机彻底纷歧样,它不是负斜率的一组直线,而是简直画成矩形。这也阐了解输出特性硬,速度计划宽。

安全维护

  

较大天线伺服体系的维护应是一个首要的计划环节,由于一旦失控,或许致使严峻的设备损坏或人身事端。国外有些雷达在这方面有十种分配的维护办法,如某些体系的门翻开后将使伺服电机不能主张等。

   

过流过载维护电路的活络元件最佳计划在挨近电机的直接操控有些,但这儿的电流很大,使计划有必定的艰难。常用的熔断器、等器材,通常因其升温到动作结束须有必定的时刻,使其对霎时刻就损坏设备的缺陷不能起到维护效果。例如早年因某类型雷达跟从器的运放失效而使电容充电时刻加长,往常还不简略发现此类缺陷,然后使测角元件双通道电感移相器的粗精纠错有些犯错,因而输出的天线视点值叠加了一个粗大过错,(粗精比为1:32,粗大过错为11°15′)侧重复呈现,称之为“跳大点”。因体系的开环增益在两千倍以上,当随动体系差异到这个大失调角时,以最大的加快度抵达最大的速度,去追逐这个失调角,然后使电机高速旋转时俄然差异回转,这不光很简略致使永磁电机退磁使功用下降,其时还使减速机彻底损坏,可是这时熔断器、等无一动作。如今选用数字核算机能够较简略的差异这类景象,但因搅扰、通讯等要素,不能将此类宝彻底押在核算机上。而沟通伺服电机,数据处理芯片设备在驱动器内,驱动器的i/o口都通过光耦阻隔,因而牢靠性好;并有很多现成可用的功用便当运用,如力矩电流绑缚,速度绑缚,加快度绑缚等等。

  

直流电机的额外过载线,假定不过接专门的绑缚件,则额外线仅仅是在图上画出的,传递函数中并无此丰满线,顶多也即是逾越此线后线性度或许有所下降。而沟通电机的额外过载线却是实实在在的存在,一旦逾越此线则体系当即接连。因而,一来牢靠的维护了体系不会损坏,二来计划时要留神这个差异,格外是不能随意停机的体系,电机的功率要有满意的余量。

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