分享控制電動機知識
電動機是傳動以及控制系統中的重要組成部分,是工業中的應用機器。本文大蘭電機廠家給大家分享下控制電動機的一些知識。
控制電動機
1、伺服電動機
伺服電動機廣泛應用于各種控制系統中,能將輸入的電壓信號轉換為電機軸上的機械輸出量,拖動被控制元件,從而達到控制目的。
伺服電動機有直流和交流之分;最早的伺服電動機是一般的直流電動機,在控制精度不高的情況下,才采用一般的直流電機做伺服電動機。目前的直流伺服電動機從結構上講,就是小功率的直流電動機,其勵磁多采用電樞控制和磁場控制,但通常采用電樞控制。
旋轉電機的分類,直流伺服電動機在機械特性上能夠很好的滿足控制系統的要求,但是由于換向器的存在,存在許多的不足:換向器與電刷之間易產生火花,干擾驅動器工作,不能應用在有可燃氣體的場合;電刷和換向器存在摩擦,會產生較大的死區;結構復雜,維護比較困難。
交流伺服電動機本質上是一種兩相異步電動機,其控制方法主要有三種:幅值控制、相位控制和幅相控制。
一般地,伺服電動機要求電動機的轉速要受所加電壓信號的控制;轉速能夠隨著所加電壓信號的變化而連續變化;電動機的反映要快、體積要小、控制功率要小。伺服電動機主要應用在各種運動控制系統中,尤其是隨動系統。
2、步進電動機
所謂步進電動機就是一種將電脈沖轉化為角位移的執行機構;更通俗一點講:當步進驅動器接收到一個脈沖信號,它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度。我們可以通過控制脈沖的個數來控制電機的角位移量,從而達到精確定位的目的;同時還可以通過控制脈沖頻率來控制電動機轉動的速度和加速度,從而達到調速的目的。目前,比較常用的步進電動機包括反應式步進電動機(VR)、永磁式步進電動機(PM)、混合式步進電動機(HB)和單相式步進電動機等。
步進電動機和普通電動機的區別主要就在于其脈沖驅動的形式,正是這個特點,步進電動機可以和現代的數字控制技術相結合。但步進電動機在控制精度、速度變化范圍、低速性能方面都不如傳統閉環控制的直流伺服電動機;所以主要應用在精度要求不是特別高的場合。由于步進電動機具有結構簡單、可靠性高和成本低的特點,所以步進電動機廣泛應用在生產實踐的各個領域;尤其是在數控機床制造領域,由于步進電動機不需要A/D轉換,能夠直接將數字脈沖信號轉化成為角位移,所以一直被認為是最理想的數控機床執行元件。
除了在數控機床上的應用,步進電機也可以用在其他的機械上,比如作為自動送料機中的馬達,作為通用的軟盤驅動器的馬達,也可以應用在打印機和繪圖儀中。
此外,步進電動機也存在許多缺陷;由于步進電機存在空載啟動頻率,所以步進電機可以低速正常運轉,但若高于一定速度時就無法啟動,并伴有尖銳的嘯叫聲;不同廠家的細分驅動器精度可能差別很大,細分數越大精度越難控制;并且,步進電機低速轉動時有較大的振動和噪聲。
3、無刷直流電動機
無刷直流電機(BLDCM)是在有刷直流電動機的基礎上發展來的,但它的驅動電流是不折不扣的交流;無刷直流電機又可以分為無刷速率電機和無刷力矩電機。一般地,無刷電機的驅動電流有兩種,一種是梯形波(一般是“方波”),另一種是正弦波。有時候把前一種叫直流無刷電機,后一種叫交流伺服電機,確切地講是交流伺服電動機的一種。
無刷直流電機為了減少轉動慣量,通常采用“細長”的結構。無刷直流電機在重量和體積上要比有刷直流電機小的多,相應的轉動慣量可以減少40%—50%左右。由于永磁材料的加工問題,致使無刷直流電機一般的容量都在100kW以下。
這種電動機的機械特性和調節特性的線性度好,調速范圍廣,壽命長,維護方便噪聲小,不存在因電刷而引起的一系列問題,所以這種電動機在控制系統中有很大的應用潛力。
4、開關磁阻電動機
開關磁阻電動機是一種新型調速電動機,結構極其簡單且堅固,成本低,調速性能優異,是傳統控制電動機強有力競爭者,具有強大的市場潛力。
5、力矩電動機
所謂的力矩電動機是一種扁平型多極永磁直流電動機。其電樞有較多的槽數、換向片數和串聯導體數,以降低轉矩脈動和轉速脈動。力矩電動機有直流力矩電動機和交流力矩電動機兩種。
其中,直流力矩電動機的自感電抗很小,所以響應性很好;其輸出力矩與輸入電流成正比,與轉子的速度和位置無關;它可以在接近堵轉狀態下直接和負載連接低速運行而不用齒輪減速,所以在負載的軸上能產生很高的力矩對慣性比,并能消除由于使用減速齒輪而產生的系統誤差。
交流力矩電動機又可以分為同步和異步兩種,目前常用的是鼠籠型異步力矩電動機,它具有低轉速和大力矩的特點。一般地,在紡織工業中經常使用交流力矩電動機,其工作原理和結構和單相異步電動機的相同,但是由于鼠籠型轉子的電阻較大,所以其機械特性較軟。
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