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伺服电机的结构及工作原理 转 点击：7922 | 回复：13



叫我小白

    
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发表于：2007-03-17 13:09:00
楼主
伺服系统(servo system)亦称随动系统，属于自动控制系统中的一种，它用来控制被控对象的转角(或位移)，使其能自动地、连续地、精确地复规输入指令的变化规律。它通常是具有负反馈的闭环控制系统，有的场合也可以用开环控制来实现其功能。在实际应用中一般以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统，例如数控机床等。使用在伺服系统中的驱动电机要求具有响应速度快、定位准确、转动惯量较大等特点，这类专用的电机称为伺服电机。其基本工作原理和普通的交直流电机没有什么不同。该类电机的专用驱动单元称为伺服驱动单元，有时简称为伺服，一般其内部包括转矩（电流）、速度和/或位置闭环。其工作原理简单的说就是在开环控制的交直流电机的基础上将速度和位置信号通过旋转编码器、旋转变压器等反馈给驱动器做闭环负反馈的PID调节控制。再加上驱动器内部的电流闭环，通过这3个闭环调节，使电机的输出对设定值追随的准确性和时间响应特性都提高很多。伺服系统是个动态的随动系统，达到的稳态平衡也是动态的平衡。

全数字伺服系统一般采用位置控制、速度控制和力矩控制的三环结构。系统硬件大致由以下几部分组成：电源单元；功率逆变和保护单元；检测器单元；数字控制器单元；接口单元。相对应伺服系统由外到内的"位置"、"速度"、"转矩"三个闭环，伺服系统一般分为三种控制方式。在使用位置控制方式时，伺服完成所有的三个闭环的控制。在使用速度控制方式时，伺服完成速度和扭矩（电流）两个闭环的控制。一般来讲，我们的需要位置控制的系统，既可以使用伺服的位置控制方式，也可以使用速度控制方式，只是上位机的处理不同。另外，有人认为位置控制方式容易受到干扰。而扭矩控制方式是伺服系统只进行扭矩的闭环控制，即电流控制，只需要发送给伺服单元一个目标扭矩值，多用在单一的扭矩控制场合，比如在小角度裁断机中，一个电机用速度或位置控制方式，用来向前传送材料，另一个电机用作扭矩控制方式，用来形成恒定的张力。
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叫我小白

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发表于：2007-03-17 13:10:00
1楼
一直以来不清楚伺服电机和普通交流电机的区别。看到这篇文章就转过来。
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波恩

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发表于：2007-03-17 15:05:00
2楼
你所转文章提到的伺服电机属于上世纪六七十年代数控驱动元件还在采用液压扭矩放大器时采用的一种小型控制电机，是一种与当时的小型步进电机同辉，而目前早已沦为古董的东西。读书时曾在实验室搬家时见过尘封已久的这种宝贝，最终还是当废铜烂铁卖了。

现代交流伺服几乎都采用三相交流永磁结构，初级多为硅钢叠片铁心和绕制于其中的三相绕组，次级也多有硅钢叠片铁心以及或标贴于其上或内插于其中的永磁体。驱动多采用基于电压型逆变功率回路的SVPWM方法，多采用矢量控制，以保证初级绕组产生的旋转磁场始终与次级转子永磁体形成的磁场正交，从而获得最佳出力状态。
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叫我小白

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发表于：2007-03-17 15:23:00
3楼
哦，这阵子在电工学还有其他参考书上都是这样提到的：交流伺服电机是电容分相式两相交流电机，一直不理解。所以看到这篇文章中提到的定子为通入三相交流电，转子为两相绕组我就以为是正解了。

是否可以理解书上写的已经过时了？
请问哪儿可以找到与伺服系统原理特别是伺服电机原理有关的资料？
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波恩

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发表于：2007-03-17 19:57:00
4楼
“交流伺服电机是电容分相式两相交流电机”确实太过时了，作为一个遗存技术记载在书上没问题，毕竟是一段历史嘛！不过这样来定义交流伺服电机确实跟不上时代潮流了，而且还会误人子弟。

如果说“定子为通入三相交流电，转子为两相绕组”那么这样的交流电机属于他励电机，如今的交流伺服电机都采用永磁结构了。

你随便找一本2000以后出版的交流伺服系统的书都可以找到伺服系统原理以及伺服电机原理方面的资料。
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bittercoffe

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5楼
学习了。
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cxh37

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发表于：2007-03-26 23:51:00
6楼
有原理图吗
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冷空气

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7楼
为什么加工中心可以在通电或者断电的情况下，可以任意用手推动X.Y轴呢？那控制这轴的司服电机也不会受影响。这是什么原理呢？》请教高手回答下，谢谢了
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刘岩利

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发表于：2008-12-04 17:17:50
8楼

为什么加工中心可以在通电或者断电的情况下，可以任意用手推动X.Y轴呢

因为电机已经断电了

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longwaves

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发表于：2008-12-06 23:16:54
9楼

是的，已经断电了，带电的情况是很困难的推动的，不能说是任意的。有的的伺服电机在断电的情况下也不能推动，因为带有断电抱闸

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PistoN

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发表于：2008-12-08 00:58:04
10楼
伺服电机的编码器是绝对值编码器，所以断电后手推动移位了也不受影响，位置坐标不会乱掉
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wrr0714

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发表于：2009-02-06 22:11:23
11楼
伺服电机的编码器都是绝对值编码器吗

如果用增量的编码器不行吗

有没有原理图呀
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大杠把子

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发表于：2009-02-07 10:12:04
12楼

哎呀，总算搞清楚了。我说书上说的伺服电机我咋没看到过呢。我还找了很多书，到网上搜的也差不多。这也怪不得现在很多大学生不好找工作的了。学了些过时的技术   呵呵

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苏州客人

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发表于：2009-02-10 10:18:41
13楼

做技术的人是要不断学习的,而且要学最新的技术.如果哪一天你不想学习了,就意味着你该退出这一行业了.

中国的教科书内容实在太过时了,当今的大学生应当注意啊

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