执行元件的分类及控制用电机的驱动
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伺服电机是自动控制系统和计算装置中广泛应用的一种执行元件,很多第一次接触到这个产品的朋友肯定一头雾水,不知道它到底是什么。
下面小编就给大家详细介绍一下到底伺服电机是什么东西以及它的分类。
伺服电动机(或称执行电动机)是自动控制系统和计算装置中广泛应用的一种执行元件。
其作用为把接受的电信号转换为电动机转轴的角位移或角速度。
按电流种类的不同,伺服电动机可分为直流和交流两大类。
一、交流伺服电动机结构和原理交流伺服电动机的定子绕组和单相异步电动机相似,它的定子上装有两个在空间相差90°电角度的绕组,即励磁绕组和控制绕组。
运行时励磁绕组始终加上一定的交流励磁电压,控制绕组上则加大小或相位随信号变化的控制电压。
转子的结构形式笼型转子和空心杯型转子两种。
笼型转子的结构与一般笼型异步电动机的转子相同,但转子做的细长,转子导体用高电阻率的材料作成。
其目的是为了减小转子的转动惯量,增加启动转矩对输入信号的快速反应和克服自转现象。
空心杯形转子交流伺服电动机的定子分为外定子和内定子两部分。
外定子的结构与笼型交流伺服电动机的定子相同,铁心槽内放有两相绕组。
空心杯形转子由导电的非磁性材料(如铝)做成薄壁筒形,放在内、外定子之间。
杯子底部固定于转轴上,杯臂薄而轻,厚度一般在0.2—0.8mm,因而转动惯量小,动作快且灵敏。
交流伺服电动机的工作原理和单相异步电动机相似,LL是有固定电压励磁的励磁绕组,LK是有伺服放大器供电的控制绕组,两相绕组在空间相差90°电角度。
如果IL与Ik 的相位差为90°,而两相绕组的磁动势幅值又相等,这种状态称为对称状态。
与单相异步电动机一样,这时在气隙中产生的合成磁场为一旋转磁场,其转速称为同步转速。
旋转磁场与转子导体相对切割,在转子中产生感应电流。
转子电流与旋转磁场相互作用产生转矩,使转子旋转。
如果改变加在控制绕组上的电流的大小或相位差,就破坏了对称状态,使旋转磁场减弱,电动机的转速下降。
新能源汽车电机驱动系统控制技术分析摘要:随着社会的发展,汽车已经成为了人们最主要的交通方式,随着科学技术的发展,新的能源汽车应运而生,它抛弃了传统的燃料和燃料,让汽车可以帮助人们更好的生活,也可以减少对环境的污染。
电机传动是新能源汽车的关键部件,对其进行优化和改进,可以有效地提升新能源汽车的质量,同时也可以通过优秀的电动机传动系统来提升企业在激烈的市场竞争中的核心竞争力。
关键词:新能源汽车;电机驱动系统;控制技术1.新能源汽车电机驱动系统控制技术概述新能源汽车的电机驱动系统中,电磁驱动器是实现电机驱动的关键部件,利用电机的转速来调整电机的转速,可以实现电机的驱动。
在永磁同步电动机中,三相的定子在一百二十度的角度上产生的磁场会在空气间隙内不停地转动,而由稀土永磁铁组成的正弦磁场可以维持转子的位置,当转子转动轴系与转动轴线系统重合时,定子磁场可以带动转子磁场转动,从而实现新型汽车电机的驱动控制器的解耦控制。
电动机的调速范围必须扩大,无论是恒功率区还是恒转距区都是一样,低速运行的横转距区可以在爬坡的时候有很大的转距来启动,而在高速度下的恒功率区低转距可以让新能源汽车在平台上快速地运行。
同时,新能源汽车还必须要有再生刹车的功能,这样才能让电池得到更多的电能,才能将新能源汽车的能量发挥到极致。
电机必须要能适应恶劣的环境,适合大规模的工厂制造,而且对电机的维护也很容易,而且价格也很便宜。
因此,用户在选购新能源汽车的电动机时,要考虑到电动机能否实现双向控制、电动机能否回收电能、刹车和再生能源。
2.新能源汽车电机驱动控制技术分类2.1直流电机驱动控制技术在新能源汽车的研制与生产中,首先被广泛采用的是直流电动机的驱动技术。
在晶闸管还没有研制出来之前,用电驱动的车辆,还得靠着机械来调整车速。
为了调节电动机电枢电压,采用了多组电池的串联数目。
很明显,这是一种比较死板、低效、不可靠的技术,而且在使用过程中,还会产生一些顿挫,影响到行车的舒适性和安全性。
电机无论其类型如何,都具有某种类型的控制器。
这些电机控制器的功能和复杂性可能有所不同,这主要取决于特定电机的功能。
电机控制机制的简单示例是将电机连接到其电源的常规开关。
该开关可以是手动控制器,也可以是连接到用于启动和停止电机的自动传感器的继电器。
根据电机的应用,控制器可能提供不同的功能。
它们帮助电机在低压条件下启动,允许多速或反向控制操作,防止过电流和过载故障以及执行多种其他功能。
一些复杂的电机控制设备还有助于有效地控制电机的速度和转矩,并且也可能是闭环控制系统的一部分,负责精确控制电机的位置。
不同类型的电机控制器有哪些电机控制器设备设计为以手动,自动或远程方式进行控制。
它们可用于启动或停止连接到机器的电机,也可用于其他目的。
这些控件根据其设计要运行的电机类型进行分类。
电机启动器只需将电子开关插入插座并打开电源按钮,即可启动小型电机。
但是,较大的电机需要电机启动器或承包商,电机启动器是用于为电机供电的专用开关单元。
通电后,直接在线启动器会立即将电机端子连接到电源。
包含两个直接在线电路的反向启动器也可以用于使电机沿任一方向旋转。
在中压电源上运行的超大型电机将电源断路器用作启动器元件。
降低电压的启动器在降低电压的情况下,可以使用两个或多个启动器来启动电机。
通过一系列电感或自耦变压器,可以在电机端子上提供较低的电压,从而有助于减小启动转矩和浪涌电流。
一旦电机达到其较高负载速度的一定比例,启动器就会自动将全电压电流传输到电机端子。
调速驱动器可调速驱动器也称为变速驱动器,是设备的统一组合,使操作员能够驱动并调整机械负载的运行速度。
这种驱动器包括速度控制器或功率转换器,一系列辅助设备和装置以及电机。
智能控制器智能电机控制设备使用高级微处理器来控制电机中使用的电子设备的功率。
这些控制器监视施加在电机上的负载,并使扭矩与记录的负载相对应。
这是通过降低交流端子的电压并同时降低电流来实现的,从而提高了能效,并降低了电机产生的噪声,振动和热量。
电动机的分类及用途电动机的分类及用途如下:1、控制电机控制电机主要是应用在精确的转速、位置控制上,在控制系统中作为“执行机构”。
可分成伺服电机、步进电机、力矩电机、开关磁阻电机、直流无刷电机等几类。
2、伺服电机伺服电机广泛应用于各种控制系统中,能将输入的电压信号转换为电机轴上的机械输出量,拖动被控制元件,从而达到控制目的。
一般地,伺服电机要求电机的转速要受所加电压信号的控制;转速能够随着所加电压信号的变化而连续变化;转矩能通过控制器输出的电流进行控制;电机的反映要快、体积要小、控制功率要小。
伺服电机主要应用在各种运动控制系统中,尤其是随动系统。
伺服电机有直流和交流之分,最早的伺服电机是一般的直流电机,在控制精度不高的情况下,才采用一般的直流电机做伺服电机。
当前随着永磁同步电机技术的飞速发展,绝大部分的伺服电机是指交流永磁同步伺服电机或者直流无刷电机。
3、步进电机所谓步进电机就是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构;更通俗一点讲:当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度。
我们可以通过控制脉冲的个数来控制电机的角位移量,从而达到精确定位的目的;同时还可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。
目前,比较常用的步进电机包括反应式步进电机(VR)、永磁式步进电机(PM)、混合式步进电机(HB)和单相式步进电机等。
步进电机和普通电机的区别主要就在于其脉冲驱动的形式,正是这个特点,步进电机可以和现代的数字控制技术相结合。
但步进电机在控制精度、速度变化范围、低速性能方面都不如传统闭环控制的直流伺服电机;所以主要应用在精度要求不是特别高的场合。
由于步进电机具有结构简单、可靠性高和成本低的特点,所以步进电机广泛应用在生产实践的各个领域;尤其是在数控机床制造领域,由于步进电机不需要A/D转换,能够直接将数字脉冲信号转化成为角位移,所以一直被认为是最理想的数控机床执行元件。
电动执行器基础知识一.执行器的定义执行器是自动控制系统中的执行机构和控制阀组合体。
它在自动控制系统中的作用是接受来自调节器发出的信号,以其在工艺管路的位置和特性,调节工艺介质的流量,从而将被空数控制在生产过程所要求的范围内。
二、执行器分类特点1、分类(1)执行器按所用驱动能源分为气动、电动和液压执行器三种。
(2)按输出位移的形式,执行器有转角型和直线型两种。
(3)按动作规律,执行器可分为开关型、积分型和比例型三类。
(4)按输入控制信号,执行器分为可以输入空气压力信号、直流电流信号、电接点通断信号、脉冲信号等几类。
2、优点电动执行器的能源取用方便,动作灵敏,信号传输速度快,适合于远距离的信号传送,便于与电子计算机配合使用。
3、缺点电动执行器一般不适用与防火防爆的场合,而且结构复杂,价格贵。
单回路系统控制方框图操纵变局,(被控介质)被控变量单回路控制系统(简单控制系统)方框图三、结构原理以MD系列电动执行机构的整体式比例调节型为例。
MD系列电动执行机构以交流伺服电动机为驱动装置的位皿伺服机构,由配接的位置定位器PM-2控制板接受调节系统的4~20mA直流控制信号与位置发送器的位置反馈借号进行比较,比较后的信号偏差经过放大使功率级导通,电动机旋转驱动执行机构的输出件朝着减小这一偏差的方向移动(位置发送器不断将输出件的实际位置转变为电信号一位盈反馈信号送至位致定位器)直到偏差信号小于设定值为止。
此时执行机构的输出件就稳定在与输人信号相对应的位置上。
该系列角行程机构示意图如图1、直行程机构示意图如图2所示,其实际使用接线图如图3所示。
MD系列角行程调节电动执行机构由动力部件和位置定位器(PM-2控制板)两大部分组成。
其中动力部件主要由电动机、减速器、力矩行程限制器、开关控制箱、手轮和机械限位装置以及位置发送器等组成,其各部分作用简述如下:1、电动机:电动机是特种单相或三相交流异步电动机,具有高启动力矩、低启动电流和较小的转动惯量,因而有较好的伺服特性。
产品名称回转电动执行机构1. 简介回转电动执行机构是一种电动执行机构,用于控制或驱动设备在水平或垂直方向上的旋转运动。
该机构具有高效、可靠、精确控制等特点,广泛应用于各个工业领域。
2. 结构和工作原理回转电动执行机构主要由电动机、减速器、转轴和控制系统等部分组成。
•电动机:回转电动执行机构使用电动机作为驱动源,常见的电动机有直流电动机和交流电动机。
•减速器:电动机的输出轴通过减速器连接到转轴上,减速器的作用是降低电动机的转速并增加输出扭矩。
•转轴:转轴是回转电动执行机构的核心部件,它与需要进行旋转运动的设备相连。
•控制系统:回转电动执行机构通常配备有控制系统,可以实现对转速、方向和位置的精确控制。
回转电动执行机构的工作原理如下:1.当电机运转时,通过减速器将电机的高速旋转转换为低速高扭矩的转轴运动。
2.控制系统接收操作者的指令,并将指令传递给电动机。
3.电动机依据控制系统的指令,以特定的速度和方向转动转轴。
4.转轴和设备相连,将旋转运动传递给设备。
3. 应用领域回转电动执行机构被广泛应用于各个工业领域,包括但不限于以下几个方面:3.1 自动化生产线回转电动执行机构常常用于自动化生产线上,用于控制工件在生产过程中的旋转运动。
它可以实现对工件的精确定位和角度调整,提高生产线的生产效率和质量。
3.2 机械设备回转电动执行机构可以应用于各种机械设备中,如机械臂、旋转平台等。
它可以控制设备在水平或垂直方向上的旋转运动,实现设备的多方向操作和精确定位。
3.3 包装与装配在包装与装配行业中,回转电动执行机构能够实现产品的旋转、翻转和定位等操作,提高包装和装配的效率和精度。
3.4 雷达和天线雷达和天线需要进行360度的旋转扫描,回转电动执行机构可以实现对雷达和天线的平稳旋转,并实时调整角度和方向。
4. 优势回转电动执行机构相比传统机械执行机构具有以下几个优势:•精确控制:回转电动执行机构可以通过调整电机的转速和方向来实现对旋转角度的精确控制。