伺服電機原理,伺服電機工作原理,伺服送料機原理

引言：在我最初接觸到伺服送料機設(shè)備的時候，我就在考慮伺服到底是什么意思，后來我才知道伺服原來就是伺服電機的意思。很明顯伺服電機是電機的一種，但是為何稱為伺服，以及伺服電機的工作原理是什么，讀完這篇文章，我相信你就能清楚地知道伺服電機的原理。

　　在了解伺服電機原理之前，我們先來了解一下“伺服”是什么意思。伺服即為伺服控制，是指為滿足某種目的，產(chǎn)生運動和對物體運動進(jìn)行控制。伺服控制是對物體運動的位置、速度及加速度等變化量的有效控制。簡單理解就是你能夠?qū)δ骋晃矬w的位置、速度和加速度等的運動量和變化量都可以得到有效控制的行為就稱為伺服控制。

　　如果對伺服控制的概念還是比較模糊，那可以通過了解伺服電機來進(jìn)一步加深一下對伺服控制的理解。

　　伺服電機，是指可以通過變速及將電信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的發(fā)動機，其對速度和位置的控制精度非常準(zhǔn)確。伺服電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號控制，并能快速反應(yīng)，在自動控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，可把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。同樣可以簡單地理解為兩個物體之間的相對運動量與位置，都可以通過伺服電機來轉(zhuǎn)化及精準(zhǔn)定位；即有一個信號控制著伺服電機，使它對所要控制的物體的變化量精確控制。

　　顯然，光從文字表面確實很難理解伺服的定義，就算通過伺服電機也不一定有一個準(zhǔn)確的畫面。那就先來了解一下伺服電機工作原理，或許了解原理之后會有不一樣的理解。

　　伺服電機工作原理

　　下面我們通過伺服系統(tǒng)、伺服控制以及伺服電機分類這三個方面來了解伺服電機的工作原理。

　　伺服系統(tǒng)是使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(biāo)（或給定值）的任意變化的自動控制系統(tǒng)。伺服主要靠脈沖來定位，基本上可以這樣理解，伺服電機接收到1個脈沖，就會旋轉(zhuǎn)1個脈沖對應(yīng)的角度，從而實現(xiàn)位移。因為，伺服電機本身具備發(fā)出脈沖的功能，所以伺服電機每旋轉(zhuǎn)一個角度，都會發(fā)出對應(yīng)數(shù)量的脈沖。這樣，和伺服電機接收的脈沖形成了呼應(yīng)，或者叫閉環(huán)。如此一來，系統(tǒng)就會知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機，同時又收了多少脈沖回來。這樣，就能夠很精確的控制電機的轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)精確的定位，甚至可以達(dá)到0.001mm。

　　伺服電機可分為直流和交流伺服電動機兩大類，其主要特點是，當(dāng)信號電壓為零時無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。

　　直流伺服電機分為有刷和無刷電機。1、有刷電機成本低，結(jié)構(gòu)簡單，啟動轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍寬，控制容易，需要維護(hù)，但維護(hù)不方便（換碳刷），產(chǎn)生電磁干擾，對環(huán)境有要求。因此它可以用于對成本敏感的普通工業(yè)和民用場合。2、無刷電機體積小，重量輕，出力大，響應(yīng)快，速度高，慣量小，轉(zhuǎn)動平滑，力矩穩(wěn)定?？刂茝?fù)雜，容易實現(xiàn)智能化，其電子換相方式靈活，可以方波換相或正弦波換相。電機免維護(hù)，效率很高，運行溫度低，電磁輻射很小，長壽命，可用于各種環(huán)境。

　　交流伺服電機也是無刷電機，分為同步和異步電機，目前運動控制中一般都用同步電機，它的功率范圍大，可以做到很大的功率。大慣量，最高轉(zhuǎn)動速度低，且隨著功率增大而快速降低。因而適合做低速平穩(wěn)運行的應(yīng)用。

　　伺服電機內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動器控制的U/V/W三相電形成電磁場，轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動，同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動器，驅(qū)動器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度。伺服電機的精度決定于編碼器的精度（線數(shù)）。

　　交流伺服電機和無刷直流伺服電機在功能上的區(qū)別：交流伺服要好一些，因為是正弦波控制，轉(zhuǎn)矩脈動小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比較簡單，便宜。

　　伺服送料機原理

　　伺服送料機的原理我們在伺服送料機工作原理這篇文章中就能夠了解到，伺服送料機是由伺服電機控制機械元件的轉(zhuǎn)動量，使送料機能夠根據(jù)電信號的指示運轉(zhuǎn)多少量。伺服電機在自動送料機的研發(fā)與應(yīng)用中起到了非常重要的作用，也是目前主流的自動化送料方式之一。由于伺服電機具備精確控制送料機運轉(zhuǎn)量的作用，所以在配合機械手的時候同樣可以精確地輔助機械手完成一些搬運及上下料的工作。

　　同樣，不同類型的送料機的原理也有所不同。送料機主要有空氣送料機、高速滾輪送料機、NC伺服送料機等。

　　1、空氣送料機原理：空氣送料機原理是沖床行業(yè)最早使用的一款送料設(shè)備，其原理是以氣源做動力，通過氣缸夾住材料，由氣缸的伸縮行程來送料，調(diào)節(jié)送料長度則通過調(diào)氣缸的行程的長短來控制的。

　　2、高速滾輪送料機原理：滾輪送料機是目前運用最廣泛的送料設(shè)備之一，其原理是通過連桿與沖床輸出軸連接，由沖床沖壓帶動其運轉(zhuǎn)，通過調(diào)整偏心盤的偏擺幅度來調(diào)節(jié)送料機的送料長度。

　　3、NC伺服送料機原理：伺服送料機其原理是伺服馬達(dá)和PLC控制系統(tǒng)通過控制同步帶帶動上下滾軸轉(zhuǎn)動和壓緊放松，以實現(xiàn)定量送料。伺服送料機的PLC是按鈕和觸摸屏雙控制模式，操作簡便，伺服控制，送料精度更高，同時可進(jìn)行多段式送料，設(shè)置送料長度方便，送料長度可達(dá)9999.99mm，非常適合較寬且送料步距長的沖壓行業(yè)。

　　現(xiàn)在，我們通過對伺服系統(tǒng)、伺服控制、伺服電機、伺服送料機等的了解后，已經(jīng)基本能夠理解伺服電機的工作原理，同時還對伺服送料機的原理有了進(jìn)一步的認(rèn)識。還了解到了伺服電機的分類和伺服送料機的分類，同時還知道了它們各自的工作原理，包括直流伺服電機原理、交流伺服電機原理、空氣送料機原理、滾輪送料機原理、伺服送料機原理等。

　　伺服電機在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，只要是要有動力源的，而且對精度有要求的一般都可能涉及到伺服電機。如機床、印刷設(shè)備、包裝設(shè)備、紡織設(shè)備、激光加工設(shè)備、機器人、自動化生產(chǎn)線等對工藝精度、加工效率和工作可靠性等要求相對較高的設(shè)備。尤其是近幾年對工業(yè)機器人、自動化機械手的需求越來越高的情況下，伺服電機在這些領(lǐng)域的作用非常突出，越是高科技高技術(shù)的設(shè)備會更多的采用伺服電機作用驅(qū)動電機。