伺服電機和普通電機在多個方面存在明顯區別,首先是控制精度。普通電機通常只能實現較為粗略的轉速控制,難以精確地定位到特定位置或按照預設的復雜運動軌跡運行。而伺服電機憑借其精密的反饋控制系統,能夠將位置誤差控制在極小范圍內,實現毫米甚至微米級別的高精度定位。比如在自動化倉庫的貨架存取系統中,使用普通電機可能導致貨物存放位置不準確,而伺服電機則能精確地將貨架移動到指定位置,便于貨物的準確存取。在響應速度方面,伺服電機也遠優于普通電機。普通電機在接收到改變運行狀態的指令后,往往需要較長時間來調整轉速或改變運動方向,反應較為遲鈍。然而,伺服電機由于其內部的快速響應機制和高效的驅動器,能夠在瞬間對指令做出反應,迅速改變自身的運行參數。以電梯控制系統為例,當電梯需要快速停靠某一樓層時,伺服電機能快速制動并精確定位,而普通電機則可能會出現停靠不準確、運行不平穩等問題。伺服系統憑借快速響應特性,能在毫秒級時間內完成速度切換,適應高速、頻繁啟停的工作場景。山東伺服器
伺服電機主要分為直流伺服電機和交流伺服電機兩大類。直流伺服電機具有良好的調速性能,其轉速可通過改變電樞電壓等方式進行精確控制,在早期的工業控制領域應用較為廣。然而,隨著技術發展,交流伺服電機逐漸占據主導地位。交流伺服電機又可細分為同步伺服電機和異步伺服電機。同步伺服電機的轉速與電源頻率保持嚴格同步,具有較高的精度和效率;異步伺服電機則結構相對簡單、成本較低,適用于一些對精度要求不是極高的場合。不同類型的伺服電機各有特點,可根據具體應用需求進行選擇。杭州三菱伺服伺服系統廣泛應用于 3C 制造,在貼片機、點膠機等設備中,以微米級定位精度保障電子產品生產質量。
伺服系統的電氣連接直接影響性能和可靠性:電源連接:使用足夠截面積的電纜,確保電壓波動在允許范圍內。大功率驅動器建議加裝電抗器或濾波器。接地處理:采用星形接地,避免地環路干擾。電機外殼、驅動器外殼和控制系統共地,接地電阻符合標準。信號連接:編碼器信號使用雙絞屏蔽線,屏蔽層單端接地。模擬信號采用差分傳輸,遠離動力線。制動電阻:動態制動時,選擇合適的制動電阻功率和阻值,安裝位置考慮散熱,避免過熱。安全回路:急停、使能等安全信號采用雙回路設計,符合安全標準(如ISO13849)。
按照電機的類型,伺服電機可大致分為直流伺服電機和交流伺服電機兩類。直流伺服電機又包含有刷直流伺服電機和無刷直流伺服電機。有刷直流伺服電機結構相對簡單,它通過電刷和換向器來實現電流的換向,使電機持續轉動,但電刷存在磨損問題,需要定期維護,常用于一些對精度要求不是極高、轉速較低的簡單控制場合,比如早期的一些小型玩具電動車的轉向控制等。無刷直流伺服電機則去掉了電刷,通過電子換向裝置來改變電流方向,減少了機械磨損,提高了可靠性和壽命,在一些對精度有一定要求的工業自動化設備的輔助運動控制中有應用。交流伺服電機主要分為同步型和異步型,同步交流伺服電機的轉子轉速與定子旋轉磁場的轉速嚴格同步,具有精度高、響應快等特點,廣泛應用于數控機床、工業機器人等高精度控制領域;異步交流伺服電機成本相對較低,在一些對精度要求稍低、負載轉矩較大的場合,如紡織機械的部分傳動環節有所應用。無刷直流伺服電動機控制簡單,但脈動轉矩大,需速度閉環才能實現低轉速穩定運行。
伺服電機的工作是一個閉環控制的過程。首先,控制系統會給驅動器發送期望的位置、速度或者轉矩指令。驅動器接收到指令后,將其轉化為對應的電流信號輸入到伺服電機的定子繞組中,從而使定子產生旋轉磁場。轉子在這個旋轉磁場的作用下開始轉動,與此同時,安裝在電機上的編碼器會持續監測轉子的實際運行狀態,比如當前的位置、轉動的速度等,并把這些信息反饋給驅動器。驅動器將反饋回來的實際值和接收到的指令值進行對比分析,如果發現有偏差,就會及時調整輸出給電機的電流大小和方向,進而改變電機的旋轉磁場,讓轉子做出相應調整,直到實際運行狀態與期望的指令值相匹配為止。以自動化流水線上的物料搬運機械臂為例,當要求機械臂將物料準確放置在指定位置時,伺服電機依據上述原理精確控制機械臂的運動軌跡,確保物料每次都能放置到位,誤差極小。憑借高額定轉矩與過載能力,三菱伺服電機可輕松應對瞬間負載波動。安徽伺服器
感應式交流伺服電動機雖結構堅固、造價低,但電磁關系復雜,控制精度受參數影響。山東伺服器
自動化包裝設備也廣泛應用了伺服電機。在包裝過程中,需要對包裝材料的輸送、裁切、折疊以及產品的裝填等環節進行精確控制。伺服電機可以根據不同的包裝規格和速度要求,精細地調整各環節的運動速度和位置。例如,在食品包裝生產線中,伺服電機能夠精確控制包裝袋的長度、寬度以及裝填食物的重量,確保每個包裝都符合標準要求。同時,它還能快速響應生產線上的突發情況,如更換包裝產品類型時,迅速調整設備的運行參數,提高包裝設備的靈活性和生產效率。山東伺服器