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伺服电机是如何工作的?

发表时间:18-06-12

  伺服电机是专门设计用于控制应用和机器人的电机。 它们用于高扭矩下的精确位置和速度控制。 它由一个合适的电机,位置传感器和一个复杂的控制器组成。 伺服电机的特点是使用伺服机构来控制电机,如果直流电机采用伺服机构控制,则称为直流伺服电机。 因此,主要类型的伺服电机可以分为 - (i)直流伺服电机,(ii)交流伺服电机。

  伺服电机的扭矩高,额定功率从几瓦到几百瓦。 伺服电机的转子直径更小,长度更长,因此惯性很小。

  什么是伺服机构?

  伺服机构基本上是一个闭环系统,由受控设备,控制器,输出传感器和反馈系统组成。 伺服机构可适用于要控制位置和速度的系统。

  伺服电机如何工作?

  伺服电机用于非常精确地控制位置和速度,但在简单的情况下,只能控制位置。 轴的机械位置可以通过使用电位器来检测,该电位器通过齿轮与电机轴连接。 轴的当前位置由电位器转换成电信号,然后与命令输入信号进行比较。 在现代伺服电机中,电子编码器或传感器用于检测轴的位置。

  视频:伺服电机如何工作的?

  输入指令根据轴所需的位置给出。 如果反馈信号与给定输入不同,则会产生误差信号。 接着,这个误差信号会被放大并作为电机的输入加载,从而使电机旋转。 当轴到达目标位置时,误差信号变为零,电机保持停止位置。

  输入指令以电脉冲的形式给出。 由于应用于电机的实际输入是反馈信号(当前位置)和施加信号(目标位置)之间的差异,因此,电机速度与当前位置和目标位置之间的差值成比例。 电机所需功率量与它所需移动距离成正比。

  伺服电机如何控制?

  通常,伺服电机可以在任一方向旋转90°,即最大移动量可达180°。 由于装有内置机械停止装置,普通的伺服电机无法再旋转。

  三根导线从伺服机构中取出:正极线,接地线和控制线。 控制线发送脉宽调制(PWM)信号来控制伺服电机。 脉冲每20毫秒发送一次。 脉冲的宽度决定了轴的位置。 例如,1ms的脉冲——轴逆时针移动-90°,1.5ms的脉冲——轴移动到0°的中性位置,2ms的脉冲——轴顺时针移动+90°。(如下图)

  当通过施加适当宽度的脉冲指令伺服电机移动时,轴移动并停留在目标位置。 如有外力试图改变轴的位置,电机则会抵制改变。 电机需要重复脉冲才能保持该位置。




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