伺服電機(jī)原理,伺服電機(jī)工作原理,伺服送料機(jī)原理

引言：在我最初接觸到伺服送料機(jī)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(jī)的意思。很明顯伺服電機(jī)是電機(jī)的一種，但是為何稱為伺服，以及伺服電機(jī)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(jī)的原理。

　　在了解伺服電機(jī)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(yùn)動和對物體運(yùn)動進(jìn)行控制。伺服控制是對物體運(yùn)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(yùn)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(jī)來進(jìn)一步加深一下對伺服控制的理解。

　　伺服電機(jī)，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(jī)，其對速度和位置的控制精度非常準(zhǔn)確。伺服電機(jī)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(jī)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(yùn)動量與位置，都可以通過伺服電機(jī)來轉(zhuǎn)化及精準(zhǔn)定位；即有一個信號控制著伺服電機(jī)，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(jī)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(jī)工作原理，或許了解原理之后會有不一樣的理解。

　　伺服電機(jī)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(jī)分類這三個方面來了解伺服電機(jī)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(jī)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(jī)本身具備發(fā)出脈沖的功能，所以伺服電機(jī)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(jī)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(jī)，同時又收了多少脈沖回來。這樣，就能夠很精確的控制電機(jī)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(jī)可分為直流和交流伺服電動機(jī)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(jī)分為有刷和無刷電機(jī)。1、有刷電機(jī)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(jī)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(jī)免維護(hù)，效率很高，運(yùn)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(jī)也是無刷電機(jī)，分為同步和異步電機(jī)，目前運(yùn)動控制中一般都用同步電機(jī)，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(yùn)行的應(yīng)用。

　　伺服電機(jī)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(jī)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(jī)的精度決定于編碼器的精度（線數(shù)）。

　　交流伺服電機(jī)和無刷直流伺服電機(jī)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(jī)原理

　　伺服送料機(jī)的原理我們在伺服送料機(jī)工作原理這篇文章中就能夠了解到，伺服送料機(jī)是由伺服電機(jī)控制機(jī)械元件的轉(zhuǎn)動量，使送料機(jī)能夠根據(jù)電信號的指示運(yùn)轉(zhuǎn)多少量。伺服電機(jī)在自動送料機(jī)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(jī)具備精確控制送料機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)量的作用，所以在配合機(jī)械手的時候同樣可以精確地輔助機(jī)械手完成一些搬運(yùn)及上下料的工作。

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

　　1、空氣送料機(jī)原理：空氣送料機(jī)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(jī)原理：滾輪送料機(jī)是目前運(yùn)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(yùn)轉(zhuǎn)，通過調(diào)整偏心盤的偏擺幅度來調(diào)節(jié)送料機(jī)的送料長度。

　　3、NC伺服送料機(jī)原理：伺服送料機(jī)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(jī)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(jī)、伺服送料機(jī)等的了解后，已經(jīng)基本能夠理解伺服電機(jī)的工作原理，同時還對伺服送料機(jī)的原理有了進(jìn)一步的認(rèn)識。還了解到了伺服電機(jī)的分類和伺服送料機(jī)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(jī)原理、交流伺服電機(jī)原理、空氣送料機(jī)原理、滾輪送料機(jī)原理、伺服送料機(jī)原理等。

　　伺服電機(jī)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(jī)。如機(jī)床、印刷設(shè)備、包裝設(shè)備、紡織設(shè)備、激光加工設(shè)備、機(jī)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(jī)器人、自動化機(jī)械手的需求越來越高的情況下，伺服電機(jī)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(jī)作用驅(qū)動電機(jī)。