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Kollmorgen DIGIFAS7201 驱动控制模块

  • Kollmorgen DIGIFAS7201伺服电机(servo motor )是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补助马达间接变速装置。伺服电机可使控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制,并能快速反应,在自动控制系统中,用作执行元件,且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性,可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角...
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Kollmorgen DIGIFAS7201


伺服电机(servo motor )是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补助马达间接变速装置。伺服电机可使控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制,并能快速反应,在自动控制系统中,用作执行元件,且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性,可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类,其主要特点是,当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降。


交流伺服电机的基本构造与交流感应电动机(异步电机)相似。在定子上有两个相空间位移90°电角度的励磁绕组Wf和控制绕组WcoWf,接恒定交流电压,利用施加到Wc上的交流电压或相位的变化,达到控制电机运行的目的。交流伺服电机具有运行稳定、可控性好、响应快速、灵敏度高以及机械特性和调节特性的非线性度指标严格(要求分别小于10%~15%和小于15%~25%)等特点。 直流伺服电机基本构造与一般直流电动机相似。电机转速n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j,式中E为电枢反电动势,K为常数,j为每极磁通,Ua、Ia为电枢电压和电枢电流,Ra为电枢电阻,改变Ua或改变φ,均可控制直流伺服电动机的转速,但一般采用控制电枢电压的方法,在永磁式直流伺服电动机中,励磁绕组被永久磁铁所取代,磁通φ恒定。直流伺服电动机具有良好的线性调节特性及快速的时间响应。


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伺服电机工作原理及应用 1、伺服系统(servo mechanism)是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)的任意变化的自动控制系统。伺服主要靠脉冲来定位,基本上可以这样理解,伺服电机接收到1个脉冲,就会旋转1个脉冲对应的角度,从而实现位移,因为,伺服电机本身具备发出脉冲的功能,所以伺服电机每旋转一个角度,都会发出对应数量的脉冲,这样,和伺服电机接受的脉冲形成了呼应,或者叫闭环,如此一来,系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机,同时又收了多少脉冲回来,这样,就能够很精确的控制电机的转动,从而实现精确的定位,可以达到0.001mm。 直流伺服电机分为有刷和无刷电机。有刷电机成本低,结构简单,启动转矩大,调速范围宽,控制容易,需要维护,但维护不方便(换碳刷),产生电磁干扰,对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。 无刷电机体积小,重量轻,出力大,响应快,速度高,惯量小,转动平滑,力矩稳定。控制复杂,容易实现智能化,其电子换相方式灵活,可以方波换相或正弦波换相。电机免维护,效率很高,运行温度低,电磁辐射很小,长寿命,可用于各种环境。 2、交流伺服电机也是无刷电机,分为同步和异步电机,目前运动控制中一般都用同步电机,它的功率范围大,可以做到很大的功率。大惯量,最高转动速度低,且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。 3、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(线数)。 交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上的区别:交流伺服要好一些,因为是正弦波控制,转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单,便宜。 直流伺服电机可应用在是火花机、机械手、精确的机器等。可同时配置2500P/R高分析度的标准编码器及测速器,更能加配减速箱、令机械设备带来可靠的准确性及高扭力。 调速性好,单位重量和体积下,输出功率最高,大于交流电机,更远远超过步进电机。多级结构的力矩波动小。

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直流伺服电机的优点: (1)小型轻量,效率高。 (2)适合低电压工作。 (3)采用高性能永磁体可以得到高效率/大功率。 (4)电机与伺服放大器的系统价格较低。 (5)通过反馈,旋转精度及定位性能等基本性能很高。 直流伺服电机的缺点: (1)要根据负载进行伺服控制。 (2)存在电刷磨损,需要保养。 (3)电刷磨损会产生粉尘,不适用于洁净环境。 (4)会产生机械及电机噪声。 无铁心直流电机,很多厂商将其用于直流伺服电机。无铁心直流电机的特点如下: (1)转子惯量小。 (2)电机线圈的电感小,整流特性好。 (3)不产生齿槽转矩。电机驱动放大器根据正转脉冲和反转脉冲的位置偏移脉宽,确定直流电机的驱动电压极性和驱动时间。之后,通过位置反馈,RC伺服电机定位于目标位置。再者,伺服增益的调整通过电机驱动放大器完成,测量偏差脉冲,调整驱动时间。 RC伺服电机的优点 (1)广泛用于玩具,所以廉价。 (2)设计为电池驱动,适合低电压工作。 (3)小型轻量。 RC伺服电机的缺点 (1)需要调整单稳态多谐振荡器。 (2)存在电刷磨损,需要保养。 (3)电刷磨损会产生粉尘,不适用于洁净环境。 (4)会产生机械/电机噪声。 (5)伺服周期大约为20ms(交流伺服电机在1ms左右),略为粗放,振荡明显。 位置检测装置 伺服机构依赖反馈控制,需要位置或速度检测机构。不论是硬件方式,还是软件方式,概不例外。交流伺服电机最擅长控制位置,但也离不开位置检测装置。下面介绍几种典型的位置检测装置。

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公司专注于DCS、PLC、机器人、大型伺服四大系统


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