隨著工業(yè)的快速發(fā)展,各行各業(yè)的設(shè)備也不斷更新,逐步實現(xiàn)高新科技化,其中伺服電動缸也逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)的液壓缸、氣缸等。伺服電動缸是將伺服電機與絲杠一體化設(shè)計的模塊化產(chǎn)品,具有高速響應(yīng)、定位精確、運行平穩(wěn)等特點。常見類型有直流伺服電動缸、交流伺服電動缸和步進(jìn)伺服電動缸等。國內(nèi)伺服電動缸系統(tǒng)也在慢慢的崛起,在許多設(shè)備工業(yè)中應(yīng)用廣泛。伺服電動缸系統(tǒng)具有高速響應(yīng)、定位精確、運行平穩(wěn)等特點,下面我們簡單介紹下各種伺服電動缸系統(tǒng)特點。

1、直流伺服電動缸系統(tǒng)工作原理:

直流伺服電動缸引入了機械換向裝置。其成本高,故障多,維護(hù)困難,經(jīng)常因碳刷產(chǎn)生的火花而影響生產(chǎn),并對其他設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾。同時機械換向器的換向能力,限制了電動機的容量和速度。電動機的電樞在轉(zhuǎn)子上,使得電動機效率低,散熱差。為了減小電樞的漏感,轉(zhuǎn)子變得短粗,改善換向能力,影響了系統(tǒng)的動態(tài)性能。

直流伺服電動缸的工作原理是建立在電磁力定律基礎(chǔ)上。與電磁轉(zhuǎn)矩相關(guān)的是互相獨立的兩個變量主磁通與電樞電流,它們分別控制勵磁電流與電樞電流,可方便地進(jìn)行轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速控制。另一方面從控制角度看,直流伺服的控制是一個單輸入單輸出的單變量控制系統(tǒng),經(jīng)典控制理論完全適用于這種系統(tǒng),因此,直流伺服系統(tǒng)控制簡單,調(diào)速性能優(yōu)異,在數(shù)控機床的進(jìn)給驅(qū)動中曾占據(jù)著主導(dǎo)地位。

2、交流伺服電動缸系統(tǒng)

針對直流電動缸的缺陷,如果將其做“里翻外”的處理,即把電驅(qū)繞組裝在定子、轉(zhuǎn)子為永磁部分,由轉(zhuǎn)子軸上的編碼器測出磁極位置,就構(gòu)成了永磁無刷電動機,同時隨著矢量控制方法的實用化,使交流伺服系統(tǒng)具有良好的伺服特性。其寬調(diào)速范圍、高穩(wěn)速精度、快速動態(tài)響應(yīng)及四象限運行等良好的技術(shù)性能,使其動、靜態(tài)特性已完全可與直流伺服系統(tǒng)相媲美。同時可實現(xiàn)弱磁高速控制,拓寬了系統(tǒng)的調(diào)速范圍,適應(yīng)了高性能伺服驅(qū)動的要求。

3、步進(jìn)伺服電動缸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與工作原理:

步進(jìn)伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單,符合系統(tǒng)數(shù)字化發(fā)展需要,但精度差、能耗高、速度低,且其功率越大移動速度越低。特別是步進(jìn)伺服易于失步,使其主要用于速度與精度要求不高的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機床及舊設(shè)備改造。

步進(jìn)伺服是一種用脈沖信號進(jìn)行控制,并將脈沖信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移的控制系統(tǒng)。其角位移與脈沖數(shù)成正比,轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比,通過改變脈沖頻率可調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。如果停機后某些繞組仍保持通電狀態(tài),則系統(tǒng)還具有自鎖能力。步進(jìn)電動機每轉(zhuǎn)一周都有固定的步數(shù),如500步、1000步、50000步等等,從理論上講其步距誤差不會累計。

伺服電動缸主要應(yīng)用于實驗設(shè)備、專用設(shè)備、軍事設(shè)備等領(lǐng)域,以及其他可代替液壓、氣動的場所,是液壓、氣動設(shè)備的升級產(chǎn)品,如全電動多自由度平臺等。