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为什么直流伺服电机比交流电机应用更广?

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为什么直流伺服电机比交流电机应用更广?

发布日期:2018-12-29 作者: 点击:

伺服电机采用恒流驱动技术,并在静态和低速下,电流会维持恒定,以保持恒力矩输出。速度高到一定程度,电机内部反电势升高,电流将逐步下降,力矩也会下降。因此,因铜损带来的发热情况就与速度相关了。静态和低速时一般发热高,高速时发热低。但是铁损变化的情况却不尽然,而电机整个的发热是二者之和。

  直流伺服电机,它包括定子、转子铁芯、电机转轴、伺服电机绕组换向器、伺服电机绕组、测速电机绕组、测速电机换向器,所述的转子铁芯由矽钢冲片叠压固定在电机转轴上构成。直流电机有着良好精确的速度控制特征不说,还有可以再整个速度区内实现平滑控制,几乎没有任何振荡,高效率,不发热。

伺服电机可分为交流和直流,交流伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度.

  控制精度不同,交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。对于带标准2500线编码器的电机而言,由于驱动器内部采用了四倍频技术,其脉冲当量为360°/10000=0.036°。对于带17位编码器的电机而言,驱动器每接收217=131072个脉冲电机转一圈,即其脉冲当量为360°/131072=9.89秒。

  然而交流电机的特性是比较软,当达到额定力矩后,如果负载力矩增加,就很容易造成突然的失速。但是直流电动机具有响应快速、较大的起动转矩、从零转速至额定转速具备可提供额定转矩的性能。 交流电机虽然没有碳刷及整流子,免维护、坚固、应用广,但特性上若要达到相当于直流电机的性能须用复杂控制技术才能达到。现今半导体发展迅速功率组件切换频率加快许多,提升驱动电机的性能。 

  通常各类伺服电机,内部都是有铁芯和绕组线圈的。绕组有电阻,通电会产生损耗,损耗大小与电阻和电流的平方成正比,这就是我们常说的铜损,如果电流不是标准的直流或正弦波,还会产生谐波损耗;铁心有磁滞涡流效应,在交变磁场中也会产生损耗,其大小与材料,电流,频率,电压有关,这叫铁损。

    铜损和铁损都会以发热的形式表现出来,从而影响电机的效率。伺服电机厂家一般追求定位精度和力矩输出,效率比较低,电流一般比较大,且谐波成分高,电流交变的频率也随转速而变化,因而步进电机普遍存在发热情况,且情况比一般交流电机严重。

  因此,在微处理机和专用的芯片的速度亦越来越快条件下,直流电动机将在国内和国外的各个市场将有更大的快速发展。

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