서보라는 단어는 노예를 뜻하는 그리스어에서 유래되었습니다. "서보 모터"는 제어 신호의 명령에 절대적으로 따르는 모터로 이해할 수 있습니다. 제어 신호가 전송되기 전에 로터는 정지되어 있습니다. 제어 신호가 전송되면 로터가 즉시 회전합니다. 제어 신호가 손실되면 로터가 즉시 멈출 수 있습니다.
서보 모터는 자동 제어 장치의 액추에이터로 사용되는 마이크로 모터로, 전기 신호를 회전축의 각변위 또는 각속도로 변환하는 기능을 합니다. 실행 모터라고도 하는 서보 모터는 자동 제어 시스템에서 실행 요소로 사용되어 수신된 전기 신호를 모터 샤프트의 각변위 또는 각속도 출력으로 변환합니다.
서보 모터의 분류
서보 모터는 AC 서보와 DC 서보 두 가지 범주로 나뉩니다.
AC 서보 모터의 기본 구조는 AC 유도 모터(비동기 모터)와 유사합니다. 고정자에서 위상 공간 변위가 90도인 두 개의 여자 권선 Wf 및 제어 권선 WcoWf는 일정한 AC 전압으로 연결됩니다. 모터 동작을 제어하는 목적은 Wc에 인가되는 AC 전압 또는 위상의 변화를 이용하여 달성됩니다. AC 서보 모터는 안정적인 작동, 우수한 제어성, 빠른 응답성, 높은 감도, 기계적 특성 및 조정 특성의 엄격한 비선형성 지수(각각 10% ~ 15% 미만 및 15% ~ 25% 미만)의 특성을 가지고 있습니다.
DC 서보 모터의 장단점
장점: 정확한 속도 제어, 토크 속도 특성은 매우 어렵고 제어 원리가 간단하고 사용하기 쉽고 가격이 저렴합니다.
단점: 브러시 반전, 속도 제한, 추가 저항, 마모 입자(먼지가 없는 폭발성 환경에는 적합하지 않음).
DC 서보 모터의 기본 구조는 일반적인 DC 모터와 유사합니다. 모터 속도 n=E/K1j=(Ua-iara)/K1j, 여기서 E는 전기자 역기전력, K는 상수, j는 극당 자속, Ua 및 Ia는 전기자 전압 및 전기자 전류, Ra는 전기자 저항, Ua를 변경하거나 φ를 변경하고 DC 서보 모터의 속도를 제어할 수 있지만 일반적으로 전기자 전압을 제어하는 방법을 사용합니다. 영구 자석 DC 서보 모터에서 계자 권선은 영구 자석으로 대체되고 자속 φ는 일정합니다. DC 서보 모터는 우수한 선형 조절 특성과 빠른 시간 응답을 제공합니다.
AC 서보 모터의 장단점
장점 : 좋은 속도 제어 특성, 전체 속도 영역에서 원활한 제어 가능, 진동 거의 없음, 90 % 이상의 고효율, 적은 열, 고속 제어, 고정밀 위치 제어 (엔코더 정확도에 따라 다름), 정격 작동 영역은 일정한 토크, 낮은 관성, 저소음, 브러시 마모 없음, 유지 보수가 필요 없음(먼지가 없는 폭발성 환경에 적합)을 달성할 수 있습니다.
단점: 제어가 더 복잡하고 더 많은 배선이 필요한 PID 매개변수를 결정하기 위해 드라이버 매개변수를 현장에서 조정해야 합니다.
DC 서보 모터는 브러시리스 모터와 브러시리스 모터로 나뉩니다.
브러시 모터는 저렴한 비용, 간단한 구조, 큰 시작 토크, 넓은 속도 조절 범위, 쉬운 제어, 유지 보수가 필요하지만 편리한 유지 보수 (카본 브러시), 전자기 간섭, 일반적으로 사용되는 환경 사용 요구 사항의 장점이 있습니다. 비용에 민감한 일반적인 산업 및 민간 행사를 위해.
브러시리스 모터 소량, 경량, 큰 출력 응답, 고속, 작은 관성, 토크 안정 회전 부드럽고 복잡한 제어, 지능형, 전자 정류 모드 유연한, 구형파 또는 사인파 정류, 모터 유지 보수가 필요 없음, 고효율 및 에너지 절약, 전자기 방사선, 저온 상승 장수명, 모든 종류의 환경에 적합합니다.
Ac 서보 모터는 또한 브러시리스 모터로 동기식 및 비동기식 모터로 나뉘며 동기식 모터는 일반적으로 현재 모션 제어에 사용되며 전력 범위가 크고 전력이 매우 클 수 있으며 관성이 크며 최고 속도가 낮고 속도가 빠릅니다. 힘의 증가에 따라 균일하게 감소하여 저속 및 원활한 작동에 적합
서보모터 내부의 회전자는 영구자석으로 드라이버가 U/V/W 3상 전기를 제어하여 전자기장을 형성합니다. 로터는 이 자기장의 영향으로 회전합니다. 동시에 모터의 엔코더는 드라이버에 피드백 신호를 보내고 피드백 값과 목표 값을 비교하여 로터의 회전 각도를 조정합니다.
Q
AC 서보 모터와 브러시리스 DC 서보 모터의 성능 차이는 무엇입니까?
A
AC 서보는 정현파 제어이므로 토크 리플이 작기 때문에 AC 서보 모터 성능이 더 좋습니다. 브러시리스 DC 서보는 사다리꼴 웨이브 제어입니다. 그러나 브러시리스 DC 서보 제어는 더 간단하고 저렴합니다.
영구자석 AC 서보 구동 기술의 비약적인 발전으로 DC 서보 시스템은 도태 위기에 처하게 된다. 기술 및 AC 가변 속도 드라이브 기술, 영구 자석 AC 서보 드라이브 기술은 뛰어난 발전을 이루었습니다. 유명한 전기 제조업체에서 새로운 AC 서보 모터 및 서보 드라이브 시리즈 제품을 출시했습니다. AC 서보 시스템은 현대 고성능 서보 시스템의 주요 개발 방향이 되었으며, 이로 인해 DC 서보 시스템은 제거 위기에 직면하게 되었습니다.
DC 서보 모터와 비교하여 영구 자석 AC 서보 모터는 다음과 같은 장점이 있습니다.
(1) 브러시 및 정류자 없음, 보다 안정적인 작동, 유지 보수가 필요 없음.
(2) 고정자 권선의 발열이 크게 줄어듭니다.
(3) 관성이 작고 시스템의 빠른 응답이 좋습니다.
(4) 고속 및 큰 토크 작업 조건이 좋습니다.
(5) 같은 힘으로 작은 부피와 가벼운 무게.
서보 모터 원리
AC 서보 모터의 고정자 구조는 기본적으로 커패시터 분할 위상 비동기 모터의 구조와 유사합니다. 고정자에는 위치 차이가 90도인 두 개의 권선이 장착되어 있습니다. 하나는 항상 AC 전압 Uf에 연결되는 여자 권선 Rf입니다. 다른 하나는 제어 신호 전압 Uc에 연결된 제어 권선 L입니다. 따라서 AC 서보 모터는 두 개의 서보 모터라고도 합니다.
AC 서보 모터의 로터는 일반적으로 농형으로 만들어지지만 서보 모터가 일반 모터와 비교하여 넓은 속도 범위, 선형 기계적 특성, "회전" 현상이 없고 빠른 응답 성능을 갖기 위해서는 다음을 갖추어야 합니다. 이 두 특성의 큰 회전자 저항과 작은 관성 모멘트. 현재 널리 사용되는 두 가지 유형의 회전자 구조가 있습니다. 하나는 저항률이 높은 전도성 재료로 만든 고저항성 가이드 바가 있는 농형 회전자입니다. 로터의 관성 모멘트를 줄이기 위해 로터를 가늘게 만듭니다. 다른 하나는 알루미늄 합금 중공 컵 로터로 만들어졌으며 컵 벽은 0.2-0.3mm, 중공 컵 로터는 작은 관성 모멘트, 빠른 반응 및 원활한 작동을 가지므로 널리 사용됩니다. 사용된.
AC 서보 모터에 제어 전압이 없으면 고정자에는 여자 권선에 의해 생성된 맥동 자기장만 있고 회전자는 정지합니다. 제어 전압이 있을 때 고정자는 회전 자기장을 생성하고, 회전 자기장의 방향을 따라 회 전자가 회전하며, 일정한 부하의 경우 위상이 변경될 때 제어 전압의 크기가 있는 모터 속도가 변경됩니다. 제어 전압이 반대이면 서보 모터가 반전됩니다.
AC 서보 모터의 작동 원리는 단상 비동기 모터를 구동하는 커패시터와 유사하지만 전자의 회전자 저항은 후자보다 훨씬 큽니다. 따라서 비동기 모터를 실행하는 커패시터와 비교할 때 서보 모터에는 두 가지 중요한 특성이 있습니다.
1. 큰 시동 토크: 회 전자 저항이 크기 때문에 토크 특성 (기계적 특성)이 선형에 가깝고 시동 토크가 큽니다. 따라서 고정자에 제어 전압이 있으면 회전자가 즉시 회전, 즉 빠른 시동과 높은 감도의 특성을 갖습니다.
2. 넓은 작동 범위: 부드러운 작동, 저소음. [/p][p=30, 2, 왼쪽]3, 회전 없음 현상: 서보 모터가 작동 중 제어 전압이 손실되는 한 모터는 즉시 작동을 멈춥니다.
정밀 구동 마이크로 특수 모터
"정밀 구동 마이크로 특수 모터"는 시스템에서 자주 변경되는 명령을 빠르고 정확하게 실행할 수 있으며 서보 메커니즘을 구동하여 명령의 예상 작업을 완료할 수 있으며 대부분 다음 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
1. 자주 시동, 정지, 제동, 역회전 및 저속 작동이 가능하며 기계적 강도가 높고 내열 등급이 높으며 절연 등급이 높습니다.
2. 좋은 빠른 응답 능력, 큰 토크, 작은 관성 모멘트, 작은 시정 수.
3. 드라이브 및 컨트롤러(예: 서보 모터, 스테퍼 모터)로 제어 성능이 우수합니다.
4. 높은 신뢰성과 정밀도.
정밀 구동 마이크로 모터의 범주와 구조 및 성능을 다음과 같이 비교합니다.
교류 서보 모터
(1) 케이지 형 2 상 AC 서보 모터 (가늘고 긴 케이지 회전자, 대략 선형 기계적 특성, 작은 체적 및 여기 전류, 저전력 서보, 저속 작동이 원활하지 않음).
(2) 비자성 컵 회전자 2상 AC 서보 모터(중공 컵 회전자, 대략 선형 기계적 특성, 큰 체적 및 여기 전류, 저전력 서보, 저속에서 원활한 작동).
(3) 강자성 컵-로터 2상 AC 서보 모터(강자성 컵-로터는 대략 선형 기계적 특성, 큰 회전자 관성 모멘트, 작은 톱니 홈 효과 및 안정적인 작동).
(4) 동기 영구 자석 AC 서보 모터 (영구 자석 동기 모터, 속도 측정기 및 위치 감지 요소 동축 장치로 구성, 고정자는 3 상 또는 2 상, 자성체 회전자, 드라이버가 장착되어야 함, 넓은 속도 범위, 일정한 토크 영역과 일정한 전력 영역에 의한 기계적 특성, 연속 플러깅, 빠른 해당 성능이 우수하고 큰 출력 전력, 작은 토크 변동; 전기 기계 통합 제품의 경우 구형파 드라이브 및 사인파 드라이브 양방향 드라이브, 우수한 제어 성능).
(5) 비동기 3상 AC 서보 모터(로터 및 케이지 비동기 모터와 유사하며 드라이버, 벡터 제어가 장착되어야 하며 정속 속도 제어 범위를 확장하며 주로 공작 기계 스핀들 속도 제어 시스템에 사용됨).
DC 서보 모터
(1) 인쇄 권선 DC 서보 모터 (디스크 모양의 회전자, 디스크 모양의 고정자 축 방향으로 결합된 원통형 자성 강철, 작은 회전자 관성 모멘트, 슬롯 효과 없음, 포화 효과 없음, 큰 출력 토크).
(2) 권선 DC 서보 모터 (디스크 모양의 회전자와 고정자는 원통형 자기 강철로 축 방향으로 결합되어 회전자 관성 모멘트가 작고 제어 성능이 다른 DC 서보 모터보다 우수하며 고효율, 큰 출력 토크).
(3) 컵형 전기자 영구 자석 DC 모터(중공 컵 로터, 작은 로터 관성, 증분 모션 서보 시스템에 적합).
(4) 브러시리스 DC 서보 모터(고정자는 다상 권선, 회전자는 영구 자석, 회전자 위치 센서, 스파크 간섭 없음, 긴 수명, 저소음).
토크 모터
(1) DC 토크 모터(평평한 구조, 극 수, 슬롯 수, 반전 플레이트 수, 직렬 도체 수; 큰 출력 토크, 저속에서 연속 작동 또는 회전 차단, 우수한 기계적 및 규제 특성, 작은 전기 기계 시간 끊임없는).
(2) 브러시리스 DC 토크 모터(브러시리스 DC 서보 모터 구조와 유사하지만 평면, 직렬 도체의 극 및 슬롯 수, 큰 출력 토크, 우수한 기계 및 조정 특성, 긴 수명, 스파크 없음, 저소음).
(3) 케이지 형 AC 토크 모터 (케이지 형 로터, 평면 구조, 더 많은 폴 슬롯, 큰 시작 토크, 작은 전기 기계 시정 수, 장시간 작동 가능, 부드러운 기계적 특성).
(4) 솔리드 로터 AC 토크 모터 (강자성체 솔리드 로터, 평면 구조, 극 및 슬롯 수, 장시간 차단 가능, 부드러운 작동, 부드러운 기계적 특성).
스테퍼 모터
(1) 반응 스테퍼 모터 (고정자 회전자는 실리콘 강판으로 만들어지고 회전자 코어에는 권선이 없으며 고정자는 제어 권선이 있으며 작은 단계 각도, 높은 시작 및 실행 주파수, 낮은 단계 각도 정확도, 자체 잠금 토크 없음).
(2) 영구 자석 스테퍼 모터 (영구 자석 회전자, 방사상 자화 극성; 스텝 각도가 크고 시작 및 실행 주파수가 낮고 토크가 유지되며 전력 소비는 반응식보다 작지만 양수 및 음수 펄스 전류를 제공해야 합니다.
(3) 하이브리드 스테퍼 모터(영구 자석 회전자, 축 자화 극성, 스텝 각도 고정밀, 토크 유지, 작은 입력 전류, 반응 유형 및 영구 자석 유형 장점).
스위치드 릴럭턴스 모터(고정 로터는 실리콘 강판, 볼록 폴 타입, 스텝 거리에 가까운 극수 반응 스테퍼 모터 구조와 유사, 로터 위치 센서, 토크 방향은 전류 방향과 무관, 속도 범위는 작음, 시끄러운 소음, 일정한 토크 영역, 일정한 전력 영역, 세 부분의 직렬 특성 영역에 의한 기계적 특성).
선형 모터 (간단한 구조, 가이드 레일은 선형 왕복 운동에 적합한 보조 도체로 사용할 수 있습니다. 고속 서보 성능, 높은 역률 및 효율, 정속 성능이 우수합니다).