

伺服電機有一種專門的小慣量電機,為了得到極高的響應速度。但這類電機的過載能力低,當使用在進給伺服系統(tǒng)中時,必須加減速裝置。轉動慣量反映了系統(tǒng)的加速度特性,在選擇伺服電機時,系統(tǒng)的轉動慣量不能大于電機轉數(shù)慣量的3倍)較大等特點,這類專用的電機稱為伺服電機。當然,其基本工作原理和普通的交直流電動機沒有什么不同。該類電機的專用驅(qū)動單元稱為伺服驅(qū)動單元,有時簡稱為伺服,一般其內(nèi)部包括電流、速度/或位置閉環(huán)。
在自動控制系統(tǒng)中,把輸出量能以一定準確度跟隨輸入量的變化而變化的系統(tǒng)稱為隨動系統(tǒng),亦稱伺服系統(tǒng)。數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)是指以機床移動部件的位置和速度作為控制量的自動控制系統(tǒng),又稱為隨動系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)由伺服驅(qū)動裝置和驅(qū)動元件(或稱執(zhí)行元件伺服電機)組成,高性能的伺服系統(tǒng)還有檢測裝置,反饋實際的輸出狀態(tài)。
數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的作用在于接受來自數(shù)控裝置的指令信號,驅(qū)動機床移動部件跟隨指令脈沖運動,并保證動作的快速和準確,這就要求高質(zhì)量的速度和位置伺服。以上指的主要是進給伺服控制,另外還有對主運動的伺服控制,不過控制要求不如前者高。數(shù)控機床的精度和速度等技術指標往往主要取決于伺服系統(tǒng)。
應用趨勢
自動控制系統(tǒng)不僅在理論上飛速發(fā)展,在其應用器件上也日新月異。模塊化、數(shù)字化、高精度、長壽命的器件每隔3~5年就有更新?lián)Q代的產(chǎn)品面市。傳統(tǒng)的交流伺服電機特性軟,并且其輸出特性不是單值的;步進電機一般為開環(huán)控制而無法準確定位,電動機本身還有速度諧振區(qū),pwm調(diào)速系統(tǒng)對位置跟蹤性能較差,變頻調(diào)速較簡單但精度有時不夠,直流電機伺服系統(tǒng)以其優(yōu)良的性能被廣泛的應用于位置隨動系統(tǒng)中,但其也有缺點,例如結構復雜,在超低速時死區(qū)矛盾突出,并且換向刷會帶來噪聲和維護保養(yǎng)問題。新型的永磁交流伺服電機發(fā)展迅速,尤其是從方波控制發(fā)展到正弦波控制后,系統(tǒng)性能更好,它調(diào)速范圍寬,尤其是低速性能優(yōu)越。
精度高:伺服系統(tǒng)的精度是指輸出量能跟隨輸入量的精確程度。作為精密加工的數(shù)控機床,要求的定位精度或輪廓加工精度通常都比較高,允許的偏差一般都在 0.01~0.00lmm之間;
快速響應性好:有兩方面含義,一是指動態(tài)響應過程中,輸出量隨輸入指令信號變化的迅速程度,二是指動態(tài)響應過程結束的迅速程度。快速響應性是伺服系統(tǒng)動態(tài)品質(zhì)的標志之一,即要求跟蹤指令信號的響應要快,一方面要求過渡過程時間短,一般在200ms以內(nèi),甚至小于幾十毫秒;另一方面,為滿足超調(diào)要求,要求過渡過程的前沿陡,即上升率要大。
節(jié)能高:由于伺服系統(tǒng)的快速相應,注塑機能夠根據(jù)自身的需要對供給進行快速的調(diào)整,能夠有效提高注塑機的電能的利用率,從而達到高效節(jié)能。