서보 모터 기본 지식

서보 모터 기본 지식

서보(servo)라는 단어는 그리스어 "노예(slave)"에서 유래되었습니다."서보 모터"는 제어 신호의 명령을 절대적으로 따르는 모터로 이해될 수 있습니다. 제어 신호가 전송되기 전에 로터는 정지 상태입니다.제어 신호가 전송되면 로터가 즉시 회전합니다.제어 신호가 사라지면 로터가 즉시 멈출 수 있습니다.

서보 모터는 자동 제어 장치의 액츄에이터로 사용되는 마이크로 모터입니다.그 기능은 전기 신호를 회전 샤프트의 각변위 또는 각속도로 변환하는 것입니다.

서보 모터는 AC 서보와 DC 서보의 두 가지 범주로 구분됩니다.

AC 서보 모터의 기본 구조는 AC 유도 모터(비동기 모터)와 유사합니다.고정자에 90° 전기각의 위상 공간 변위를 갖는 2개의 여자 권선 Wf와 제어 권선 WcoWf가 있으며, 일정한 AC ​​전압에 연결되고 Wc에 인가되는 AC 전압 또는 위상 변화를 사용하여 작동 제어 목적을 달성합니다. 모터의.AC 서보 모터는 안정적인 작동, 우수한 제어성, 빠른 응답, 고감도, 기계적 특성 및 조정 특성에 대한 엄격한 비선형 지표(10%~15% 미만 및 15%~25% 미만 필요)라는 특성을 갖습니다. 각기).

DC 서보 모터의 기본 구조는 일반적인 DC 모터의 구조와 유사합니다.모터 속도 n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j, 여기서 E는 전기자 역기전력, K는 상수, j는 극당 자속, Ua, Ia는 전기자 전압 및 전기자 전류, Ra입니다. 전기자 저항을 변경하거나 Ua를 변경하거나 Φ를 변경하면 DC 서보 모터의 속도를 제어할 수 있지만 일반적으로 전기자 전압을 제어하는 ​​방법이 사용됩니다.영구 자석 DC 서보 모터에서는 여자 권선이 영구 자석으로 대체되고 자속 Φ는 일정합니다..DC 서보 모터는 선형 조절 특성이 좋고 시간 응답이 빠릅니다.

DC 서보 모터의 장점과 단점

장점: 정확한 속도 제어, 하드 토크 및 속도 특성, 간단한 제어 원리, 사용하기 쉽고 저렴한 가격.

단점: 브러시 정류, 속도 제한, 추가적인 저항 및 마모 입자(먼지가 없고 폭발 가능성이 있는 환경에는 적합하지 않음)

AC 서보 모터의 장점과 단점

장점: 우수한 속도 제어 특성, 전체 속도 범위에서 부드러운 제어, 진동이 거의 없음, 90% 이상의 고효율, 적은 발열, 고속 제어, 고정밀 위치 제어(엔코더 정확도에 따라 다름), 정격 작동 영역 내부에서는 일정한 토크, 낮은 관성, 저소음, 브러시 마모 없음, 유지 관리가 필요 없음(먼지가 없고 폭발 가능성이 있는 환경에 적합)을 달성할 수 있습니다.

단점: 제어가 더 복잡하고 PID 매개변수를 결정하려면 현장에서 드라이브 매개변수를 조정해야 하며 더 많은 연결이 필요합니다.

DC 서보 모터는 브러시 모터와 브러시리스 모터로 구분됩니다.

브러시 모터는 비용이 저렴하고 구조가 간단하며 시동 토크가 크고 속도 조절 범위가 넓으며 제어가 쉽고 유지 관리가 필요하지만 유지 관리가 쉽고(카본 브러시 교체) 전자기 간섭이 발생하며 사용 환경에 대한 요구 사항이 있습니다. 일반적으로 비용에 민감한 일반적인 산업 및 민사 행사에 사용됩니다.

브러시리스 모터는 크기가 작고 무게가 가벼우며 출력이 높고 응답이 빠르며 속도가 빠르고 관성이 작으며 토크가 안정적이고 회전이 부드럽습니다. 제어가 복잡하고 지능적이며 전자 정류 모드가 유연하며 정류 가능합니다. 구형파 또는 사인파, 유지 보수가 필요 없는 모터, 고효율 및 에너지 절약, 작은 전자기 복사, 낮은 온도 상승 및 긴 수명으로 다양한 환경에 적합합니다.

AC 서보 모터는 또한 동기식 모터와 비동기식 모터로 구분되는 브러시리스 모터입니다.현재 동기 모터는 일반적으로 모션 제어에 사용됩니다.출력 범위가 크고 출력이 클 수 있으며 관성이 크고 최대 속도가 낮으며 출력이 증가함에 따라 속도가 증가합니다.균일한 속도 하강으로 저속 및 원활한 주행 상황에 적합합니다.

서보 모터 내부의 회전자는 영구 자석입니다.드라이버는 U/V/W 3상 전기를 제어하여 전자기장을 형성합니다.로터는 이 자기장의 작용으로 회전합니다.동시에 모터와 함께 제공되는 인코더는 피드백 신호를 드라이버에 전송합니다.값을 비교하여 로터 회전 각도를 조정합니다.서보 모터의 정확도는 엔코더의 정확도(라인 수)에 따라 달라집니다.

서보 모터란 무엇입니까?종류는 몇 가지인가요?작업 특성은 무엇입니까?

답변: 실행 모터라고도 알려진 서보 모터는 수신된 전기 신호를 모터 샤프트의 각변위 또는 각속도 출력으로 변환하기 위해 자동 제어 시스템의 액추에이터로 사용됩니다.

서보 모터는 DC 서보 모터와 AC 서보 모터의 두 가지 범주로 구분됩니다.주요 특징은 신호 전압이 0일 때 자체 회전이 없으며 토크가 증가함에 따라 균일한 속도로 속도가 감소한다는 것입니다.

AC 서보 모터와 브러시리스 DC 서보 모터의 성능 차이는 무엇입니까?

답변: AC 서보 모터는 사인파로 제어되고 토크 리플이 작기 때문에 AC 서보 모터의 성능이 더 좋습니다.브러시리스 DC 서보는 사다리꼴 파동에 의해 제어됩니다.그러나 브러시리스 DC 서보 제어는 비교적 간단하고 저렴합니다.

영구자석 AC 서보 드라이브 기술의 급속한 발전으로 인해 DC 서보 시스템은 도태 위기에 직면하게 되었습니다.기술 발전과 함께 영구 자석 AC 서보 드라이브 기술은 눈부신 발전을 이루었으며 여러 국가의 유명한 전기 제조업체는 지속적으로 새로운 AC 서보 모터 및 서보 드라이브 시리즈를 출시했습니다.AC 서보 시스템은 현대 고성능 서보 시스템의 주요 개발 방향이 되었으며, 이로 인해 DC 서보 시스템은 도태 위기에 직면하게 되었습니다.

DC 서보 모터와 비교하여 영구 자석 AC 서보 모터는 다음과 같은 주요 장점을 가지고 있습니다.

⑴브러시와 정류자가 없기 때문에 작동이 더욱 안정적이고 유지보수가 필요하지 않습니다.

(2) 고정자 권선 가열이 크게 감소됩니다.

⑶ 관성이 작고 시스템의 응답 속도가 빠릅니다.

⑷ 고속, 고토크 작업조건이 양호합니다.

⑸동일한 힘으로 작은 크기와 가벼운 무게.

서보 모터 원리

AC 서보 모터의 고정자 구조는 기본적으로 커패시터 분할 위상 단상 비동기 모터의 구조와 유사합니다.고정자에는 상호 차이가 90°인 두 개의 권선이 장착되어 있습니다. 하나는 여자 권선 Rf이며 항상 AC 전압 Uf에 연결됩니다.다른 하나는 제어 신호 전압 Uc에 연결된 제어 권선 L입니다.따라서 AC 서보 모터는 두 개의 서보 모터라고도 합니다.

AC 서보 모터의 회전자는 일반적으로 농형으로 만들어지지만, 서보 모터가 일반 모터에 비해 넓은 속도 범위, 선형 기계적 특성, "자동 회전" 현상이 없고 빠른 응답 성능을 가지도록 하려면 다음과 같은 특성을 갖추어야 합니다. 회전자 저항이 크고 관성 모멘트가 작습니다.현재 널리 사용되는 회전자 구조에는 두 가지 유형이 있습니다. 하나는 고저항 전도성 재료로 만들어진 고저항 가이드 바가 있는 농형 회전자입니다.로터의 관성 모멘트를 줄이기 위해 로터를 가늘게 만듭니다.다른 하나는 알루미늄 합금으로 제작된 중공 컵형 로터이며, 컵 벽은 0.2~0.3mm에 불과하며, 중공 컵형 로터의 관성 모멘트가 작고, 응답이 빠르고, 작동이 안정적입니다. 그래서 널리 사용됩니다.

AC 서보 모터에 제어 전압이 없으면 고정자의 여자 권선에 의해 생성된 맥동 자기장만 있고 회전자는 정지합니다.제어 전압이 있으면 고정자에 회전 자기장이 생성되고 회전자는 회전 자기장의 방향으로 회전합니다.부하가 일정하면 제어 전압의 크기에 따라 모터의 속도가 변합니다.제어전압의 위상이 반대가 되면 서보모터는 반전됩니다.

AC 서보 모터의 작동 원리는 커패시터로 작동되는 단상 비동기 모터의 작동 원리와 유사하지만 전자의 회전자 저항은 후자보다 훨씬 큽니다.따라서 커패시터로 작동하는 비동기 모터와 비교하여 서보 모터는 세 가지 두드러진 특징을 가지고 있습니다.

1. 큰 시동 토크: 회전자 저항이 크기 때문에 토크 특성(기계적 특성)이 선형에 가깝고 시동 토크가 더 큽니다.따라서 고정자에 제어 전압이 있으면 회전자가 즉시 회전하므로 빠른 시동과 높은 감도의 특성을 갖습니다.

2. 넓은 작동 범위: 안정적인 작동과 저소음.[/p][p=30, 2, left] 3. 자전 현상 없음: 운전 중인 서보 모터가 제어 전압을 잃으면 모터가 즉시 작동을 멈춥니다.

정밀변속기 마이크로모터란?

"정밀 전송 마이크로 모터"는 시스템에서 자주 변경되는 명령을 빠르고 정확하게 실행하고 서보 메커니즘을 구동하여 명령에서 예상되는 작업을 완료할 수 있으며 대부분 다음 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

1. 저속에서 자주 시동, 정지, 제동, 후진 및 주행이 가능하며 기계적 강도가 높고 내열성이 높으며 절연 수준이 높습니다.

2. 빠른 응답 능력, 큰 토크, 작은 관성 모멘트 및 작은 시상수.

3. 드라이버 및 컨트롤러(예: 서보 모터, 스테핑 모터)를 사용하면 제어 성능이 좋습니다.

4. 높은 신뢰성과 높은 정밀도.

“정밀변속기 마이크로모터”의 종류와 구조 및 성능

AC 서보 모터

(1) 케이지형 2상 AC 서보 모터(가는형 케이지형 로터, 대략 선형적인 기계적 특성, 작은 체적 및 여자 전류, 저전력 서보, 저속 작동이 충분히 부드럽지 않음)

(2) 비자성 컵 로터 2상 AC 서보 모터(코어리스 로터, 거의 선형에 가까운 기계적 특성, 대용량 및 여자 전류, 작은 전력 서보, 저속에서 원활한 작동)

(3) 강자성 컵 로터를 갖춘 2상 AC 서보 모터(강자성체 재질의 컵 로터, 선형에 가까운 기계적 특성, 로터 관성 모멘트가 크고 코깅 효과가 작으며 안정적인 작동)

(4) 동기 영구자석 AC 서보 모터(영구자석 동기 모터, 타코미터 및 위치 검출 소자로 구성된 동축 일체형 장치로 고정자는 3상 또는 2상이며 자성체 회전자는 반드시 장착되어야 함) 드라이브는 속도 범위가 넓고 기계적 특성은 일정한 토크 영역과 일정한 전력 영역으로 구성되어 있으며 지속적으로 잠길 수 있으며 빠른 응답 성능, 큰 출력 및 작은 토크 변동이 있습니다. 구형파 구동 및 사인파 구동, 우수한 제어 성능 및 전기 기계 통합 화학 제품)

(5) 비동기 3상 AC 서보 모터(로터는 케이지형 비동기 모터와 유사하며 드라이버가 장착되어야 합니다. 벡터 제어를 채택하고 정전력 속도 조절 범위를 확장합니다. 주로 다음과 같은 용도에 사용됩니다. 공작 기계 스핀들 속도 조절 시스템)

DC 서보 모터

(1) 인쇄 권선 DC 서보 모터 (디스크 로터와 디스크 고정자는 원통형 자성 강철로 축 방향으로 결합되어 로터 관성 모멘트가 작고 코깅 효과가 없으며 포화 효과가 없으며 출력 토크가 큽니다)

(2) 권선형 디스크형 DC 서보 모터(디스크 로터와 고정자가 원통형 자성 강철로 축 결합되어 로터 관성 모멘트가 작고 제어 성능이 다른 DC 서보 모터보다 우수하며 효율이 높으며 출력 토크가 크다)

(3) 컵형 전기자 영구 자석 DC 모터 (코어리스 로터, 작은 로터 관성 모멘트, 증분 모션 서보 시스템에 적합)

(4) 브러시리스 DC 서보 모터(고정자는 다상 권선, 회전자는 영구 자석, 회전자 위치 센서 포함, 스파크 간섭 없음, 긴 수명, 저소음)

토크 모터

(1) DC 토크 모터(평평한 구조, 극 수, 슬롯 수, 정류 부품 수, 직렬 도체 수, 큰 출력 토크, 저속 또는 정지 시 연속 작업, 우수한 기계 및 조정 특성, 작은 전기 기계 시상수 )

(2) 브러시리스 DC 토크 모터(브러시리스 DC 서보 모터와 구조가 유사하지만 평면형, 많은 극, 슬롯 및 직렬 도체가 있음, 큰 출력 토크, 우수한 기계 및 조정 특성, 긴 수명, 스파크 없음, 소음 없음 낮음)

(3) 케이지형 AC 토크 모터(케이지형 회전자, 평면 구조, 많은 극 및 슬롯 수, 큰 시동 토크, 작은 전기 기계적 시상수, 장기 구속 회전자 작동 및 부드러운 기계적 특성)

(4) 솔리드 로터 AC 토크 모터(강자성체 재질의 솔리드 로터, 평면 구조, 다수의 극 및 슬롯, 장기간 고정 로터, 부드러운 작동, 부드러운 기계적 특성)

스테퍼 모터

(1) 리액티브 스테핑 모터 (고정자와 회 전자는 규소 강판으로 만들어졌으며 회 전자 코어에는 권선이 없으며 고정자에는 제어 권선이 있으며 스텝 각도가 작고 시동 및 작동 주파수가 높습니다. , 스텝 각도 정확도가 낮고 자동 잠금 토크가 없습니다)

(2) 영구자석 스테핑 모터(영구자석 회전자, 방사형 자화 극성, 스텝각이 크고 기동 및 작동 주파수가 낮으며 유지 토크가 적고 반응형에 비해 전력 소모가 적으나 양과 음의 펄스가 필요한 전류임)

(3) 하이브리드 스테핑 모터(영구자석 회전자, 축방향 자화 극성, 높은 스텝 각도 정확도, 유지 토크, 작은 입력 전류, 반응성 및 영구 자석 모두)