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随着工业的快速发展,各行各业的设备也不断更新,逐步实现高新科技化,其中伺服电动缸也逐步代替传统的液压缸、气缸等。伺服电动缸是将伺服电机与丝杠一体化设计的模块化产品,具有高速响应、定位精确、运行平稳等特点。常见类型有直流伺服电动缸、交流伺服电动缸和步进伺服电动缸等。国内伺服电动缸系统也在慢慢的崛起,在许多设备工业中应用广泛。伺服电动缸系统具有高速响应、定位精确、运行平稳等特点,下面我们简单介绍下各种伺服电动缸系统特点。
1、直流伺服电动缸系统工作原理:
直流伺服电动缸引入了机械换向装置。其成本高,故障多,维护困难,经常因碳刷产生的火花而影响生产,并对其他设备产生电磁干扰。同时机械换向器的换向能力,限制了电动机的容量和速度。电动机的电枢在转子上,使得电动机效率低,散热差。为了减小电枢的漏感,转子变得短粗,改善换向能力,影响了系统的动态性能。
直流伺服电动缸的工作原理是建立在电磁力定律基础上。与电磁转矩相关的是互相独立的两个变量主磁通与电枢电流,它们分别控制励磁电流与电枢电流,可方便地进行转矩与转速控制。另一方面从控制角度看,直流伺服的控制是一个单输入单输出的单变量控制系统,经典控制理论完全适用于这种系统,因此,直流伺服系统控制简单,调速性能优异,在数控机床的进给驱动中曾占据着主导地位。
2、交流伺服电动缸系统
针对直流电动缸的缺陷,如果将其做“里翻外”的处理,即把电驱绕组装在定子、转子为永磁部分,由转子轴上的编码器测出磁极位置,就构成了永磁无刷电动机,同时随着矢量控制方法的实用化,使交流伺服系统具有良好的伺服特性。其宽调速范围、高稳速精度、快速动态响应及四象限运行等良好的技术性能,使其动、静态特性已完全可与直流伺服系统相媲美。同时可实现弱磁高速控制,拓宽了系统的调速范围,适应了高性能伺服驱动的要求。
3、步进伺服电动缸系统的结构与工作原理:
步进伺服系统的结构简单,符合系统数字化发展需要,但精度差、能耗高、速度低,且其功率越大移动速度越低。特别是步进伺服易于失步,使其主要用于速度与精度要求不高的经济型数控机床及旧设备改造。
步进伺服是一种用脉冲信号进行控制,并将脉冲信号转换成相应的角位移的控制系统。其角位移与脉冲数成正比,转速与脉冲频率成正比,通过改变脉冲频率可调节电动机的转速。如果停机后某些绕组仍保持通电状态,则系统还具有自锁能力。步进电动机每转一周都有固定的步数,如500步、1000步、50000步等等,从理论上讲其步距误差不会累计。
伺服电动缸主要应用于实验设备、专用设备、军事设备等领域,以及其他可代替液压、气动的场所,是液压、气动设备的升级产品,如全电动多自由度平台等。