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(shí)現(xiàn)高新科技化,其中伺服電動(dòng)缸也逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)的液壓缸、氣缸等。伺服電動(dòng)缸是將伺服電機(jī)與絲杠一體化設(shè)計(jì)的模塊化產(chǎn)品,具有高速響應(yīng)、定位精確、運(yùn)行平穩(wěn)等特點(diǎn)。常見(jiàn)類(lèi)型有直流伺服電動(dòng)缸、交流伺服電動(dòng)缸和步進(jìn)伺服電動(dòng)缸等。國(guó)內(nèi)伺服電動(dòng)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(dòng)缸系統(tǒng)具有高速響應(yīng)、定位精確、運(yùn)行平穩(wěn)等特點(diǎn),下面我們簡(jiǎn)單介紹下各種伺服電動(dòng)缸系統(tǒng)特點(diǎn)。

1、直流伺服電動(dòng)缸系統(tǒng)工作原理:

直流伺服電動(dòng)缸引入了機(jī)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(duì)其他設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾。同時(shí)機(jī)械換向器的換向能力,限制了電動(dòng)機(jī)的容量和速度。電動(dòng)機(jī)的電樞在轉(zhuǎn)子上,使得電動(dòng)機(jī)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(dòng)態(tài)性能。

直流伺服電動(dòng)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(dú)立的兩個(gè)變量主磁通與電樞電流,它們分別控制勵(lì)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(gè)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(jiǎn)單,調(diào)速性能優(yōu)異,在數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)中曾占據(jù)著主導(dǎo)地位。

2、交流伺服電動(dòng)缸系統(tǒng)

針對(duì)直流電動(dòng)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(cè)出磁極位置,就構(gòu)成了永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī),同時(shí)隨著矢量控制方法的實(shí)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(dòng)態(tài)響應(yīng)及四象限運(yùn)行等良好的技術(shù)性能,使其動(dòng)、靜態(tài)特性已完全可與直流伺服系統(tǒng)相媲美。同時(shí)可實(shí)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(dòng)的要求。

3、步進(jìn)伺服電動(dòng)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(jiǎn)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(dòng)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(jī)床及舊設(shè)備改造。

步進(jìn)伺服是一種用脈沖信號(hào)進(jìn)行控制,并將脈沖信號(hào)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(guò)改變脈沖頻率可調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。如果停機(jī)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(dòng)機(jī)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(huì)累計(jì)。

伺服電動(dòng)缸主要應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)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(dòng)的場(chǎng)所,是液壓、氣動(dòng)設(shè)備的升級(jí)產(chǎn)品,如全電動(dòng)多自由度平臺(tái)等。