《chap伺服电动机》课件.ppt
*****************课程目标理解伺服电动机的基本概念掌握伺服电动机的定义、分类、工作原理、结构、特性等。学习伺服电动机的应用了解伺服电动机在不同领域中的应用,例如工业自动化、机器人、机床等。掌握伺服系统的基本构成理解伺服驱动器、编码器、伺服控制器等部件的功能和作用。了解伺服系统的调试和维护学习伺服系统的调试方法、故障诊断、常见问题及解决方案,以及维护和保养。伺服电动机简介精确控制伺服电机能够提供精确的运动控制,广泛应用于工业自动化领域。高精度伺服电机能够提供高精度的定位和速度控制,应用于汽车、机器人等领域。高效稳定伺服电机具有高效、稳定、可靠的特点,能够满足各种工业生产的需求。伺服电动机的工作原理伺服电机的工作原理基于电磁感应和磁力相互作用。1控制信号控制信号驱动电机转动2转子转子绕组通电产生磁场3定子定子磁场与转子磁场相互作用4转动转子旋转,输出转速和位置伺服电动机的基本结构伺服电动机通常由以下几个部分组成:定子、转子、轴承、端盖、电刷、换向器等。定子是伺服电动机的静止部分,主要由磁极、铁芯和绕组构成。转子是伺服电动机的旋转部分,由转轴、转子铁芯和绕组组成。伺服电动机的分类直流伺服电动机直流伺服电动机以直流电为电源,结构相对简单,控制方便,但维护保养较麻烦。交流伺服电动机交流伺服电动机以交流电为电源,结构复杂,控制系统更为精巧,但可靠性更高。步进伺服电动机步进伺服电动机是将电脉冲信号转换为角位移或线性位移的电机,主要应用于需要精确控制位置的场合。直流伺服电动机结构简单直流伺服电机结构相对简单,易于制造和维护,成本较低。调速性能好直流伺服电机具有良好的调速性能,可以实现精确的速度控制。响应速度快直流伺服电机具有较快的响应速度,适合于需要快速控制的场合。力矩大直流伺服电机可以提供较大的力矩,适用于负载较重的场合。交流伺服电动机1高效率交流伺服电机比直流伺服电机效率更高,因为它们没有电刷,减少了摩擦损失。2更可靠交流伺服电机没有电刷,因此更容易维护,使用寿命也更长。3更高的功率密度交流伺服电机通常比直流伺服电机尺寸更小,但功率更大。4更强的控制能力交流伺服电机可以使用矢量控制技术,可以更精确地控制电机转速和扭矩。伺服电动机的驱动方式驱动器控制驱动器将控制信号转换为伺服电机所需的电流和电压。电机转子驱动器控制电机转子的转速和位置。控制系统控制系统根据指令和反馈信息对驱动器进行控制。速度环控制1速度环原理速度环用于控制伺服电机转速,它通过反馈回路将电机实际转速与目标转速进行比较,并根据误差调节电机驱动信号。2PID控制速度环通常采用PID控制,通过比例、积分、微分三个参数来调节控制信号,以实现快速、稳定、精准的转速控制。3常见应用速度环控制应用于各种伺服系统,例如工业机器人、数控机床、自动化生产线等,它能够实现对电机转速的精确控制,提高系统运行效率和精度。力矩环控制力矩环控制的原理力矩环控制通过检测电机转矩,并与设定值进行比较,从而调节控制信号,最终实现对电机输出力矩的精确控制。力矩环控制的应用力矩环控制广泛应用于需要精确控制电机输出力矩的场合,例如机器人、自动化生产线和机床等。力矩环控制的特点力矩环控制具有响应速度快、精度高和抗干扰能力强的特点,能够满足高精度运动控制的需求。位置环控制1目标位置设定设定目标位置值,如角度或距离2位置误差计算将实际位置与目标位置比较,计算误差3控制信号生成根据误差,生成控制信号,控制电机转速4位置反馈通过编码器等传感器,反馈电机实际位置位置环控制通过反馈控制,使电机达到设定目标位置,确保精确控制。伺服电动机的特性指标伺服电动机的特性指标可以帮助我们了解它的性能,选择适合应用的型号。常见的特性指标包括:额定功率、转速、扭矩、响应速度、精度等等。1000转速每分钟的转动圈数,单位是rpm。100扭矩电动机输出的力矩,单位是Nm。10精度位置控制精度,单位是度或弧度。1响应速度电动机响应控制信号的速度,单位是毫秒。伺服电动机的应用领域工业自动化伺服电动机在工业自动化领域广泛应用,例如,机器人、数控机床、包装机械等,它可以精确控制设备的运动,提高生产效率和产品质量。航空航天伺服电动机也应用于航空航天领域,例如,飞机的襟翼、副翼控制系统,卫星的姿态控制系统等,其高精度、高可靠性可以确保飞行器安全、稳定运行。医疗设备伺服电动机在医疗设备领域也有广泛应用,例如,医疗影像设备、手术机器人、人工器官等,可以帮助医生更精确地进行诊