伺服電機是哪種類型的電機?
簡短的答案是:伺服電機沒有單一的“類型”。術語“伺服”僅表示電機在閉環(huán)控制系統(tǒng)中運行,該系統(tǒng)使用來自編碼器或分解器(通常集成在電機上或安裝在電機上)的反饋,將電機的實際位置,速度或轉(zhuǎn)矩與命令中的電機進行比較。值。請注意,此定義未指定電機的基本結構或操作。
但是,某些類型的電機比其他類型的電機更適合伺服應用-通常涉及高精度的運動,且速度或扭矩調(diào)節(jié)良好。這里概述了各種類型的電機,以及為什么某些電機設計在伺服應用中的性能要優(yōu)于其他電機。
通常,各種電機之間的第一個區(qū)別是它們是使用交流還是直流電源運行。交流和直流電機之間的基本操作區(qū)別在于,交流電機的速度由施加電壓的頻率和電機中的磁極數(shù)控制。對于直流電機,在電機負載恒定的情況下,速度與電源電壓成正比。如下所示,交流和直流電機都可以用作伺服電機。
交流電機:同步或異步
交流電機可以進一步分為兩類:同步電機和異步電機,具體取決于它們的旋轉(zhuǎn)磁場速度。對于同步電機,轉(zhuǎn)子以與定子的旋轉(zhuǎn)磁場相同的速度旋轉(zhuǎn),這稱為同步速度。同步交流電機在動態(tài)應用中具有高轉(zhuǎn)矩密度和出色的性能,因此它們通常用于伺服系統(tǒng)中。 同步交流電機也稱為永磁交流(PMAC)或無刷交流(BLAC)電機。
在異步電機(也稱為感應電機)中,轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度低于定子的旋轉(zhuǎn)磁場。感應電機通常與變頻驅(qū)動器一起使用以實現(xiàn)速度控制,但是它們通常不包含反饋,因此它們不是真正的伺服設備。
直流電機:有刷或無刷
直流電機分為有刷和無刷兩種,具體取決于它們是機械換向(帶電刷和換向器)還是電子換向(通過霍爾傳感器或其他反饋)。
有刷和無刷直流電機均可用于伺服系統(tǒng),盡管由于電刷和換向器的磨損以及相關的維護,有刷電機在伺服應用中并不常見 。
在伺服應用中 使用有刷電機時,通常選擇的配置是永磁定子(與繞線定子相反),這種設計通常稱為永磁直流(PMDC)電機。
另一方面,無刷直流(BLDC)電機 具有高效率和可靠性,低轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)矩(改善了動態(tài)響應)以及線性速度-轉(zhuǎn)矩關系,因此非常適合伺服應用。
交流和BLDC同步電機是否相同?
像上述同步交流電機一樣,BLDC電機也在轉(zhuǎn)子上使用永磁體并以同步速度運行。從技術上講,運行BLDC電機的電壓通過DC總線和電子電路從AC轉(zhuǎn)換為DC。如此多的專家認為,這兩種電機類型是相同的技術,因此將它們歸為永磁同步電機(PMSM)類別。但是同步交流電機和無刷直流電機的定子繞組不同,這種差異會影響它們的運行和性能。
在BLDC電機中,定子線圈被梯形纏繞并產(chǎn)生梯形反電動勢波形,該波形易于產(chǎn)生可聽見的噪聲。換向以六個步驟(每60度)完成,這會產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩波動。另一方面,同步交流電機具有正弦繞線的定子,并使用連續(xù)的正弦換向,這消除了BLDC電機所經(jīng)歷的轉(zhuǎn)矩脈動。這使得同步交流電機成為高性能工業(yè)伺服應用的首選。了解更多電機專業(yè)知識及技巧,可加入電機行業(yè)內(nèi)qq群136274082,業(yè)內(nèi)專業(yè)老師傅解答。
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