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傳感器

伺服電機(jī)原理和應(yīng)用

2025China.cn   2009年01月14日

伺服可作為交流或直流電動(dòng)機(jī)。早期一般伺服直流電動(dòng)機(jī),因?yàn)橹挥蓄愋偷目刂拼箅娏魇峭ㄟ^序列多年。隨著晶體管成為能夠控制大電流和開關(guān)的大電流在更高的頻率,交流伺服電機(jī)成為更經(jīng)常地使用。早期伺服是專為伺服放大器。今天,一類是電機(jī)設(shè)計(jì)的應(yīng)用,籌措,可能使用伺服放大器或變頻控制器,這意味著電動(dòng)機(jī)可用于伺服系統(tǒng)在一個(gè)應(yīng)用程序,并使用變頻驅(qū)動(dòng)器在另一應(yīng)用程序。有些公司還要求任何閉環(huán)系統(tǒng),不使用步進(jìn)電機(jī)伺服系統(tǒng),所以它是可能的一個(gè)簡(jiǎn)單的交流感應(yīng)電機(jī)是連接到一個(gè)速度控制器,被稱為伺服電機(jī)。

有些變化,必須作出任何運(yùn)動(dòng),目的是作為伺服在cludes的能力,運(yùn)作了一系列的速度沒有過熱,運(yùn)作的能力在零速度和保持足夠的轉(zhuǎn)矩舉行負(fù)荷的立場(chǎng),運(yùn)作能力在非常低的速度很長(zhǎng)時(shí)間沒有過熱。老年型發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇已是直接連接到電機(jī)軸。當(dāng)電機(jī)運(yùn)行速度緩慢,風(fēng)扇不會(huì)移動(dòng)足夠的空氣冷卻的發(fā)動(dòng)機(jī)。較新的發(fā)動(dòng)機(jī)有一個(gè)單獨(dú)的風(fēng)機(jī)安裝,以便將提供最佳的冷卻空氣。這扇是由常數(shù)電壓源,以便它反過來將在最大轉(zhuǎn)速在任何時(shí)候都不管的速度伺服。其中最實(shí)用類型的電機(jī)伺服系統(tǒng)是永久磁鐵(下午)型發(fā)動(dòng)機(jī)。電壓為外地繞組永磁型電機(jī)可以交流電壓或直流電壓。永磁型電機(jī)類似于其他類型電機(jī)下午以前提出。圖11-83顯示了剖圖片的永磁電機(jī)和圖。 11-84顯示了剖圖的永磁電機(jī)。從圖片和圖表可以看到住房,轉(zhuǎn)子和定子都期待非常相似,前型永磁電動(dòng)機(jī)。主要的差異這種類型的發(fā)動(dòng)機(jī),它可能減少齒輪能夠?qū)⒏蟮呢?fù)荷迅速?gòu)囊粋€(gè)站著不動(dòng)的位置。這種類型的永磁電機(jī)也有一個(gè)編碼器或解析器內(nèi)置馬達(dá)的住房。這確保了設(shè)備將準(zhǔn)確地表明了立場(chǎng)或速度的電機(jī)軸。

 

無刷伺服無刷伺服電機(jī)的目的是開展活動(dòng),刷子。這意味著,減刑的刷子提供現(xiàn)在必須以電子方式提供。電子減刑是由開關(guān)晶體管和關(guān)閉在適當(dāng)時(shí)候。圖11-85表明三個(gè)例子的電壓和電流波形發(fā)送到無刷伺服電機(jī)。圖11-86顯示一個(gè)例子,這三個(gè)繞組的無刷伺服電機(jī)。主要的一點(diǎn)無刷servomo因子是,它可以采用任何交流電壓或直流電壓。

11-85顯示三種類型的電壓波形,可用于功率無刷伺服電機(jī)。圖11 - 85a顯示了梯形電動(dòng)勢(shì)(電壓)輸入和方波電流輸入。圖11 - 85b顯示波形的正弦輸入電壓和方波電流波形。圖11 - 85C號(hào)顯示了正弦輸入波形和正弦電流波形。正弦輸入和正弦電流波形是最受歡迎的電壓用品的無刷伺服電機(jī)。

11-86表明三套晶體管類似的晶體管輸出級(jí)的變頻驅(qū)動(dòng)器。在圖。11-86a晶體管相連的三個(gè)繞組電機(jī)以同樣的方式在變頻驅(qū)動(dòng)器。在圖。一升-86b圖的波形的輸出晶體管表現(xiàn)為三個(gè)不同的正弦波。波形的控制電路為基礎(chǔ),每一個(gè)transis器中顯示圖。11-86c。圖11-86d表明了反電勢(shì)的驅(qū)動(dòng)波形。

 

11-85 (一)陷阱ezoidal輸入電壓和方波電流波的形式。(二)正弦輸入電壓和正弦電壓和方波輸出電壓波的形式。(三)正弦輸入電壓和sinusoi達(dá)電流波形。這已成為最流行的類型的無刷伺服控制。

伺服控制器

伺服控制器已成為不僅僅是放大器的伺服電機(jī)。今天,伺服控制器必須能夠作出了一系列決定,并提供一種手段,接收信號(hào)來自外部傳感器和控制系統(tǒng)中,并發(fā)出信號(hào),主機(jī)控制器和PLC的接口,可能與伺服系統(tǒng)。圖11-87顯示了圖片的幾個(gè)伺服電機(jī)和放大器。各組成部分在這個(gè)圖片看起來類似的各種其他類型的電機(jī)和控制器。

11-88顯示了圖伺服控制器,以便您可以看到一些分歧與其他類型的電機(jī)控制器。該控制器在此圖是直流伺服電機(jī)。該控制器有三個(gè)港口,使信號(hào)或發(fā)送信號(hào)的控制器。電源供應(yīng)器,伺服電機(jī),和轉(zhuǎn)速表連接到端口P3底部的控制器。你可以看到,電源電壓為115伏單相交流。一個(gè)主要的斷開連接的一系列與李線。在李和N線路供電的隔離降壓變壓器。二次電壓跨前可以是任何電壓的2085伏特。該控制器接地端8 。你應(yīng)該記住,地面在這一點(diǎn)上是用來提供短路保護(hù)所有金屬部件的系統(tǒng)。

該伺服電機(jī)連接到終端控制器在第4和第5 。終端5 +和終端4 -. 3號(hào)候機(jī)樓提供了地面的屏蔽的連接線,電機(jī)和控制器。在轉(zhuǎn)速表連接到終端12 2號(hào)候機(jī)樓是+和終點(diǎn)站1 -.在此盾構(gòu)電纜接地電動(dòng)機(jī)案件。電線連接到這個(gè)港口將大于導(dǎo)線連接到其他港口,因?yàn)樗鼈儽仨毮軌驍y帶更大的電機(jī)電流。如果電動(dòng)機(jī)采用了外置散熱風(fēng)扇,這將是連接通過這個(gè)港口。在大多數(shù)情況下,冷卻風(fēng)扇將采用單相或三相交流電壓保持在恒定的水平,如110伏或240伏。

 

11-86 (一)陳德良,sistors連接到三個(gè)繞組的無刷伺服電機(jī)。(二)波形的三個(gè)獨(dú)立的電壓,用于功率電機(jī)的三個(gè)風(fēng)消息。(三)波形的信號(hào)用來控制晶體管序列,提供了波形圖前,(四)波形的整體反電勢(shì)。

 

11-88圖的伺服控制器。此圖顯示的數(shù)字(開關(guān))信號(hào)和模擬信號(hào)發(fā)送到控制器,以及信號(hào)控制器傳送回主機(jī)控制器或PLC

該命令的信號(hào)被送到控制器通過港口有價(jià)證券投資。該終端的指揮信號(hào)的12 1號(hào)候機(jī)樓是+和終端2 -.這種信號(hào)是一種信號(hào),這意味著它不是停飛或不同意的理由可能同任何其他部分的電路。一些額外的輔助信號(hào)也通過端口連接1 。這些信號(hào)包括抑制(異煙肼) ,這是用來停用駕駛從外部控制器,并正向和反向的命令(剛果和吸波涂層) ,其中向控制器發(fā)出電壓電機(jī),使之將在旋轉(zhuǎn)向前或扭轉(zhuǎn)方向化。在某些應(yīng)用中,最大的旅行著限位開關(guān)和反向最大的旅行限位開關(guān)連接,如果旅行的機(jī)器動(dòng)作的極端位置,以便它觸及了overtravel限位開關(guān),它會(huì)自動(dòng)激發(fā)干勁,開始旅行相反的方向發(fā)展。

有價(jià)證券投資港口還提供了幾個(gè)數(shù)字輸出信號(hào),可以用來發(fā)送故障信號(hào)或其他信息,如“驅(qū)動(dòng)器運(yùn)行”回到主控制器或PLC。港有價(jià)證券投資基本上是界面的全數(shù)字化(開關(guān))信號(hào)。

港口的P2是界面的模擬( 0 -最大值)的信號(hào)。典型的信號(hào),這車包括電機(jī)電流和電機(jī)速度信號(hào),傳送至伺服控制器到主機(jī)或公司,在這里他們可以用來驗(yàn)證邏輯,以確保控制器發(fā)出正確的信息的馬達(dá)。輸入信號(hào)從主機(jī)或PLC還可以被發(fā)送到控制器設(shè)置最大電流和速度的驅(qū)動(dòng)器。在新的數(shù)字驅(qū)動(dòng)器,這些值控制的驅(qū)動(dòng)器參數(shù),編程到驅(qū)動(dòng)器。

PWM伺服放大器

PWM伺服放大器是用來對(duì)小型伺服應(yīng)用,使用直流電刷式伺服。圖11-89顯示了圖這種類型的放大器。從圖可以看到,單相AC電源是提供給放大器供應(yīng)在左下角的一部分圖。交流電壓是整頓和發(fā)送到輸出部分的驅(qū)動(dòng)器,顯示在右上角后起之秀的示意圖。輸出部分的驅(qū)動(dòng)器使用的IGBT四個(gè)創(chuàng)建脈寬調(diào)制波形。該IGBT的是協(xié)商nected ,使他們提供30-120伏直流和高達(dá)30的刷式直流伺服電動(dòng)機(jī)。極性的電機(jī)中所指出的圖。

其余的電路顯示了各種故障電路中的圖表來自故障的邏輯電路板,并提供輸出信號(hào)的底部圖。你應(yīng)該注意到,故障輸出信號(hào),包括過電壓, overtempera結(jié)構(gòu)和過。第四個(gè)信號(hào)是確定的SSO (系統(tǒng)狀態(tài)輸出),其中在dicates的地位,系統(tǒng)故障故障隨時(shí)發(fā)生。跳投是用來確定信號(hào)的SSO作為一個(gè)開放集電極輸出的邏輯電平“ 1 ”表明該驅(qū)動(dòng)器已準(zhǔn)備好,或者作為中繼通常關(guān)閉顯示驅(qū)動(dòng)器已準(zhǔn)備就緒。

輸入終端右下角的一部分,圖是用來啟用或抑制驅(qū)動(dòng)器,并選擇了放大器鉗(剛果)或反向放大器鉗(吸波涂層) 。在抑制信號(hào)作為控制信號(hào),因?yàn)樗种屏溯敵黾?jí)的放大器,如果高。外交事務(wù)委員會(huì)和吸波涂層信號(hào)的限制目前在相反方向至5 % 。

輸入信號(hào)顯示在圖左上方。風(fēng)險(xiǎn)投資(速度指令信號(hào))需要一個(gè)+風(fēng)險(xiǎn)投資和一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)投資的信號(hào),提供差分信號(hào)。

應(yīng)用伺服放大器和汽車

你將獲得一個(gè)更好地了解和伺服放大器經(jīng)營(yíng)如果你看到一些典型的應(yīng)用。圖11-90顯示一個(gè)例子馬達(dá)來控制的新聞供稿。在這片材應(yīng)用是饋入的記者在那里它是切斷長(zhǎng)度以刀刀片或純粹的。片材可擁有一個(gè)標(biāo)志或其他廣告,必須排隊(duì)登記號(hào)碼的分界點(diǎn)。在此應(yīng)用的速度和坡位置的片材必須同步進(jìn)行正確的切點(diǎn)。反饋傳感器可編碼或解析器是加上光電傳感器,以確定位置的登記標(biāo)志。運(yùn)營(yíng)商提供的面板,使運(yùn)營(yíng)商可以慢跑的系統(tǒng)維護(hù)的刀片時(shí),或當(dāng)加載一個(gè)新推出的材料。在操作面板還可以用來調(diào)用參數(shù),驅(qū)動(dòng)器,肺心病,應(yīng)對(duì)每類材料的使用。該系統(tǒng)還可以集成了可編程序控制器或其他類型的控制器和操作面板可以用來選擇正確的臨界點(diǎn),每種類型的材料或產(chǎn)品運(yùn)行。

 

一個(gè)例子伺服控制線瓶灌裝的應(yīng)用

第二次申請(qǐng)是在圖所示。 11-91 。在本應(yīng)用多個(gè)灌裝頭線與瓶因?yàn)樗麄冄刂粩嗑€。每個(gè)灌裝頭必須匹配了一個(gè)瓶子,瓶子軌道,而它正朝著。產(chǎn)品是作為配移動(dòng)的噴嘴與瓶。在本應(yīng)用10個(gè)噴嘴安裝在一輛馬車是驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠機(jī)制。在滾珠絲杠機(jī)制也稱為絲杠。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸滾珠絲杠,馬車將沿著橫向的長(zhǎng)度滾珠絲杠軸。這一運(yùn)動(dòng)將是順利的,使每一個(gè)噴嘴可病pense產(chǎn)品的瓶子沒有油污。

伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用了定位驅(qū)動(dòng)器控制器的軟件,使位置和速度被跟蹤的輸送線移動(dòng)瓶。主編碼器跟蹤瓶因?yàn)樗麄冄刂斔途€。一種螺旋式進(jìn)料系統(tǒng)也使用之前的地步瓶進(jìn)入加油站。螺旋導(dǎo)致具體數(shù)額的空間之間的規(guī)定,每瓶在進(jìn)入加油站。該瓶可裝緊緊他們的做法螺旋,但他們通過螺旋其空間是完全相同,使脖子的瓶子將符合生育間隔的灌裝噴嘴。探測(cè)器還結(jié)合配藥制度,以確保沒有任何產(chǎn)品是免除從噴管一瓶,如果丟失或出現(xiàn)大空格之間瓶。

 

11-91應(yīng)用圖形化的飲料,加油站控制的伺服電機(jī)。

伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)比較的立場(chǎng)瓶從主編碼器的反饋信號(hào),表明的立場(chǎng),填補(bǔ)運(yùn)輸安裝的滾珠絲桿。伺服驅(qū)動(dòng)器放大器將增加或減少的速度滾珠絲杠機(jī)制,使噴嘴將匹配的速度瓶到底。

一個(gè)例子伺服控制精度螺旋充填系統(tǒng)

第三個(gè)申請(qǐng)伺服系統(tǒng)提供了圖。 11-92 。在這一個(gè)大的應(yīng)用填補(bǔ)坦克是用來填補(bǔ)他們的集裝箱通過沿輸送線。該材料是配藥的集裝箱可以是一個(gè)單一的材料補(bǔ),也可以是幾個(gè)隊(duì)友,里亞爾增加一個(gè)集裝箱是倒進(jìn)攪拌機(jī)的混合操作。由于數(shù)額材料,配入集裝箱必須準(zhǔn)確地衡量和計(jì)量的方塊中,一個(gè)螺旋是控制的伺服系統(tǒng)使用。反饋傳感器,這一系統(tǒng)可以成為稱重系統(tǒng),如0782在先前討論的章節(jié)。該命令的信號(hào)可以來自一個(gè)可編程序控制器或經(jīng)營(yíng)者可以在此輸入手動(dòng)選擇一個(gè)配方從運(yùn)營(yíng)商的終端。數(shù)額瑪材料可以從不同的配方食譜。

 

11-92應(yīng)用程序的一個(gè)精確的螺旋加油站控制的伺服電機(jī)。速度螺旋可以調(diào)整,以便它在運(yùn)行的高速時(shí),協(xié)商tainer將首先被填補(bǔ),和速度可以放慢一點(diǎn)在最后克的材料可以準(zhǔn)確計(jì)量容器填補(bǔ)適當(dāng)點(diǎn)。由于材料價(jià)格的上升,精密灌裝設(shè)備可以提供儲(chǔ)蓄以及質(zhì)量的數(shù)額使用的產(chǎn)品配方。

一個(gè)例子標(biāo)簽使用的應(yīng)用伺服

第四個(gè)應(yīng)用程序的伺服控制速度的標(biāo)簽飼料機(jī)制,拉預(yù)先標(biāo)簽進(jìn)行了唱名,并將其應(yīng)用于封裝移動(dòng)連續(xù)輸送系統(tǒng)過去的標(biāo)記機(jī)制。反饋信號(hào)提供的編碼器,顯示的位置輸送帶,環(huán)發(fā)生器,顯示的速度輸送,和一個(gè)傳感器,顯示的登記號(hào)碼在每個(gè)標(biāo)簽。伺服定位系統(tǒng)是由一個(gè)微處理器,規(guī)定的錯(cuò)誤信號(hào),伺服放大器,功率信號(hào)提供的伺服電機(jī)。此應(yīng)用程序圖所示。11-93 。

一個(gè)例子隨機(jī)定時(shí)料控制系統(tǒng)由一個(gè)伺服

第五,提出申請(qǐng)圖。11-94,顯示了一系列的包裝設(shè)備,可作為三個(gè)獨(dú)立的機(jī)器。時(shí)間周期的每個(gè)車站的包裝系統(tǒng)是獨(dú)立于其他人。包裝系統(tǒng)包括一個(gè)料輸送機(jī),輸送定位和包裝站。該料輸送和包裝機(jī)械站連接,使它們運(yùn)行在相同的速度。的立場(chǎng)包的包裝站必須嚴(yán)格控制,使包裝不會(huì)成為太接近對(duì)方。一片金屬所謂的飛行協(xié)商nected的包裝輸送站的具體點(diǎn),以確保每包留在的位置。傳感器安裝在年初的定位,確定輸送前緣包時(shí),開始走上定位輸送。第二個(gè)傳感器是處于底部的傳送帶包裝檢測(cè)航班。這兩個(gè)信號(hào)的傳感器傳送到馬達(dá),提供信息,以便伺服可以調(diào)整的速度定位輸送,使每個(gè)包贊同之一的飛行動(dòng)作,因?yàn)樗陌b上傳送帶。此應(yīng)用表明,該伺服定位控制器能夠處理各種不同的信號(hào),從多個(gè)傳感器,因?yàn)樵摽刂破鞑捎梦⑻幚砥鳌?SPAN lang=EN-US>

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