伺服電機編碼器的調(diào)整方法:
增量式編碼器的輸出信號為方波信號,又可以分為帶換相信號的增量式編碼器和普通的增量式編碼器,普通的增量式編碼器具備兩相正交方波脈沖輸出信號A和B,以及零位信號Z;帶換相信號的增量式編碼器除具備ABZ輸出信號外,還具備互差120度的電子換相信號UVW,UVW各自的每轉(zhuǎn)周期數(shù)與電機轉(zhuǎn)子的磁極對數(shù)一致。帶換相信號的增量式編碼器的UVW電子換相信號的相位與轉(zhuǎn)子磁極相位,或曰電角度相位之間的對齊方法如下:
1.用一個直流電源給電機的UV繞組通以小于額定電流的直流電,U入,V出,將電機軸定向至一個平衡位置;2.用示波器觀察編碼器的U相信號和Z信號;3.調(diào)整編碼器轉(zhuǎn)軸與電機軸的相對位置;4.一邊調(diào)整,一邊觀察編碼器U相信號跳變沿,和Z信號,直到Z信號穩(wěn)定在高電平上(在此默認Z信號的常態(tài)為低電平),鎖定編碼器與電機的相對位置關(guān)系;5.來回扭轉(zhuǎn)電機軸,撒手后,若電機軸每次自由回復(fù)到平衡位置時,Z信號都能穩(wěn)定在高電平上,則對齊有效。 ? 無刷電機沒有了電刷,運轉(zhuǎn)時摩擦力大大減小,噪音會低許多這個優(yōu)點對于模型運行穩(wěn)定性是一個巨大的支持。高校閘機
無刷電機運行原理, 簡單而言,依靠改變輸入到無刷電機定子線圈上的電流波交變頻率和波形,在繞組線圈周圍形成一個繞電機幾何軸心旋轉(zhuǎn)的磁場,這個磁場驅(qū)動轉(zhuǎn)子上的永磁磁鋼轉(zhuǎn)動,電機就轉(zhuǎn)起來了,電機的性能和磁鋼數(shù)量、磁鋼磁通強度、電機輸入電壓大小等因素有關(guān),更與無刷電機的控制性能有很大關(guān)系,因為輸入的是直流電,電流需要電子調(diào)速器將其變成3相交流電,還需要從遙控器接收機那里接收控制信號,控制電機的轉(zhuǎn)速,以滿足模型使用需要。 總的來說,無刷電機的結(jié)構(gòu)是比較簡單的,真正決定其使用性能的還是無刷電子調(diào)速器,好的電子調(diào)速器需要有單片機控制程序設(shè)計、電路設(shè)計、復(fù)雜加工工藝等過程的總體控制,交流直流伺服電機無刷電機去除了電刷,直接的變化就是沒有了有刷電機運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的電火花。
有刷電機采用機械換向,磁極不動,線圈旋轉(zhuǎn)。電機工作時,線圈和換向器旋轉(zhuǎn),磁鋼和碳刷不轉(zhuǎn),線圈電流方向的交替變化是隨電機轉(zhuǎn)動的換相器和電刷來完成的。在有刷電機中,這個過程是將各組線圈的兩個電源輸入端,依次排成一個環(huán),相互之間用絕緣材料分隔,組成一個象圓柱體的東西,與電機軸連成一體,電源通過兩個碳元素做成的小柱子(碳刷),在彈簧壓力的作用下,從兩個特定的固定位置,壓在上面線圈電源輸入環(huán)狀圓柱上的兩點,給一組線圈通電。隨著電機轉(zhuǎn)動,不同時刻給不同線圈或同一個線圈的不同的兩極通電,使得線圈產(chǎn)生磁場的N-S極與靠近的永磁鐵定子的N-S極有一個適合的角度差,磁場異性相吸、同性相斥,產(chǎn)生力量,推動電機轉(zhuǎn)動。碳電極在線圈接線頭上滑動,象刷子在物體表面刷,因此叫碳“刷”。相互滑動,會摩擦碳刷,造成損耗,需要定期更換碳刷;碳刷與線圈接線頭之間通斷交替,會發(fā)生電火花,產(chǎn)生電磁破,干擾電子設(shè)備。
伺服電機廣泛應(yīng)用于各種控制系統(tǒng)中,能將輸入的電壓信號轉(zhuǎn)換為電機軸上的機械輸出量,拖動被控制元件,從而達到控制目的。一般地,伺服電機要求電機的轉(zhuǎn)速要受所加電壓信號的控制;轉(zhuǎn)速能夠隨著所加電壓信號的變化而連續(xù)變化;轉(zhuǎn)矩能通過控制器輸出的電流進行控制;電機的反映要快、體積要小、控制功率要小。伺服電機主要應(yīng)用在各種運動控制系統(tǒng)中,尤其是隨動系統(tǒng)。伺服電機有直流和交流之分,早一點的伺服電機是一般的直流電機,在控制精度不高的情況下,才采用一般的直流電機做伺服電機。當前隨著永磁同步電機技術(shù)的飛速發(fā)展,絕大部分的伺服電機是指交流永磁同步伺服電機或者直流無刷電機。有刷電機低速扭力性能優(yōu)異、轉(zhuǎn)矩大等性能特點是無刷電機不可替代的。
無刷直流電機(BLDCM)是在有刷直流電機的基礎(chǔ)上發(fā)展來的,但它的驅(qū)動電流是不折不扣的交流;無刷直流電機又可以分為無刷速率電機和無刷力矩電機。一般地,無刷電機的驅(qū)動電流有兩種,一種是梯形波(一般是“方波”),另一種是正弦波。有時候把前一種叫直流無刷電機,后一種叫交流伺服電機,確切地講也是交流伺服電機的一種。無刷直流電機為了減少轉(zhuǎn)動慣量,通常采用“細長”的結(jié)構(gòu)。無刷直流電機在重量和體積上要比有刷直流電機小的多,相應(yīng)的轉(zhuǎn)動慣量可以減少40%—50%左右。由于永磁材料的加工問題,致使無刷直流電機一般的容量都在100kW以下。這種電機的機械特性和調(diào)節(jié)特性的線性度好,調(diào)速范圍廣,壽命長,維護方便噪聲小,不存在因電刷而引起的一系列問題,所以這種電機在控制系統(tǒng)中有很大的應(yīng)用潛力。無刷直流電機通常情況下轉(zhuǎn)子磁極采用瓦型磁鋼,經(jīng)過磁路設(shè)計,可以獲得梯形波的氣隙磁密。北京地鐵閘機
無刷電機噪音低,運轉(zhuǎn)順暢無刷電機沒有了電刷,運轉(zhuǎn)時摩擦力大大減小,運行順暢,噪音會低許多。高校閘機
矩電機是一種扁平型多極永磁直流電機。其電樞有較多的槽數(shù)、換向片數(shù)和串聯(lián)導(dǎo)體數(shù),以降低轉(zhuǎn)矩脈動和轉(zhuǎn)速脈動。力矩電機有直流力矩電機和交流力矩電機兩種。其中,直流力矩電機的自感電抗很小,所以響應(yīng)性很好;其輸出力矩與輸入電流成正比,與轉(zhuǎn)子的速度和位置無關(guān);它可以在接近堵轉(zhuǎn)狀態(tài)下直接和負載連接低速運行而不用齒輪減速,所以在負載的軸上能產(chǎn)生很高的力矩對慣性比,并能消除由于使用減速齒輪而產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差。交流力矩電機又可以分為同步和異步兩種,目前常用的是鼠籠型異步力矩電機,它具有低轉(zhuǎn)速和大力矩的特點。一般地,在紡織工業(yè)中經(jīng)常使用交流力矩電機,其工作原理和結(jié)構(gòu)和單相異步電機的相同,但是由于鼠籠型轉(zhuǎn)子的電阻較大,所以其機械特性較軟。高校閘機
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