サーボモータ(servo motor)とは、サーボシステムにおいて機械部品の運転を制御するエンジンを指し、補助モータ間接変速装置である。サーボモータは制御速度、位置精度を非常に正確にすることができ、電圧信号をトルクと回転速度に変換して制御対象を駆動することができる。サーボモータロータの回転速度は入力信号によって制御され、迅速に反応することができ、自動制御システムでは、実行素子として使用され、電気機械の時定数が小さく、線形度が高く、始動電圧などの特性があり、受け取った電気信号をモータ軸上の角変位や角速度出力に変換することができる。直流と交流サーボモータの2種類に分けられ、その主な特徴は、信号電圧がゼロの時に自転現象がなく、回転速度はトルクの増加に伴って等速に低下することである。
直流ブラシレスサーボモータの特徴
回転慣性量が小さく、起動電圧が低く、空負荷電流が小さい、廃棄接触式転向システムは、モータの回転速度を大幅に向上させ、最高回転速度は100,000 rpmに達した、ブラシレスサーボモータはサーボ制御を実行する際、エンコーダを必要とせずに速度、位置、トルクなどの制御を実現することができる、ブラシ摩耗は存在せず、回転速度が高いほか、寿命が長く、騒音が低く、電磁干渉がないなどの特徴がある。
直流ブラシサーボモータの特徴
1.体積が小さく、動作が速く反応が速く、過負荷能力が大きく、速度調整範囲が広い
2.低速トルクが大きく、変動が小さく、運転が安定している
3.低騒音、高効率
4.バックエンドエンコーダフィードバック(オプション)による直流サーボ構成などの利点
5.変圧範囲が広く、周波数調整可能
サーボモータの利点
まず、サーボモータとステッピングモータなどの他のモータと比べてどのようなメリットがあるのかを見てみましょう。
1、精度:位置、速度とモーメントの閉ループ制御を実現した、ステッピングモータの非ステッピングの問題を克服した、
2、回転速度:高速性能が良く、一般的な定格回転速度は2000~3000回転に達することができる、
3、適応性:過負荷抵抗能力が強く、定格トルクの3倍の負荷に耐えることができ、瞬間負荷変動と高速起動が要求される場合に特に適用する、
4、安定:低速運転は安定しており、低速運転時にステッピングモータのようなステッピング運転現象は発生しない。高速応答要求がある場合、
5、タイムリー:モータの加減速の動的対応時間は短く、一般的には数十ミリ秒以内である、
6、快適性:発熱と騒音が明らかに低下した。
簡単に言えば、普段見ている普通のモーターは、電源が切れると自分の慣性でもう少し回転してから止まることがあります。サーボモーターとステッピングモーターは止まると止まり、歩くと歩くと反応が速い。しかし、ステッピングモータには非ステッピング現象がある。
サーボモータの応用分野は多すぎる。動力源が必要であり、精度が要求されるのは一般的にサーボモータに関わる可能性があります。例えば、工作機械、印刷設備、包装設備、紡績設備、レーザー加工設備、ロボット、自動化生産ラインなどのプロセス精度、加工効率と作業信頼性などに対する要求が比較的に高い設備。
サーボモータは直流と交流の2種類に分けられ、直流モータはブラシとブラシレスの2種類に分けられる。交流モータは非同期と同期の2種類に分けることができる。
ブラシ付きモータはコストが低く、構造が簡単で、起動トルクが大きく、速度調整範囲が広く、制御が容易で、メンテナンスが必要だが、メンテナンスが不便(炭素交換ブラシ)で、電磁干渉が発生し、環境に要求がある。そのため、コストに敏感な一般的な工業や民間の場合に使用することができます。
ブラシレスモータは体積が小さく、重量が軽く、出力が大きく、応答が速く、速度が高く、慣性量が小さく、回転が滑らかで、モーメントが安定している。制御が複雑で、知能化を実現しやすく、その電子転相方式は柔軟で、方形波転相あるいは正弦波転相ができる。モーターはメンテナンスフリーで、効率が高く、運転温度が低く、電磁放射が小さく、長寿命で、様々な環境に使用できる。
交流サーボモータもブラシレスモータであり、同期モータと非同期モータに分けられ、現在の運動制御には一般的に同期モータが使用されており、その電力範囲は大きく、大きな電力を実現することができる。大慣性量で、最高回転速度が低く、電力が大きくなるにつれて急速に低下する。したがって、低速で安定した運転を行うためのアプリケーションに適しています。
サーボモータ:サーボシステムにおいて機械部品の運転を制御するエンジンであり、補助モータ間接変速装置である。サーボモータは連続回転可能な電気機械変換器である。油圧バルブコントローラのサーボモータとしては、電力の小さいマイクロモータに属し、永久磁石式直流サーボモータと並進式直流サーボモータが最も一般的である。
サーボモータの役割:サーボモータは速度を制御でき、位置精度は非常に正確である。
サーボモータの分類:直流サーボモータと交流サーボモータ。
直流サーボモータの出力回転数は入力電圧に比例し、正逆速度制御を実現することができる。起動トルクが大きく、速度調整範囲が広く、機械特性と調整特性の線形度がよく、制御が便利であるなどの利点があるが、方向転換ブラシの摩耗と火花の発生しやすいことはその使用寿命に影響を与える。近年出現したブラシレス直流サーボモータはブラシ摩擦と転方向干渉を回避したため、感度が高く、デッドゾーンが小さく、ノイズが低く、寿命が長く、周囲の電子機器への干渉が小さい。
直流サーボモータの出力回転数/入力電圧の伝達関数は、一般的には十数ミリ秒から数十ミリ秒の間の電気機械的時定数を有する1次遅れの一環として近似することができる。一方、いくつかの低慣性直流サーボモータ(例えば、中空カップロータ型、印刷巻線型、溝なし型)の時定数はわずか数ミリ秒から20ミリ秒である。
小出力仕様の直流サーボモータの定格回転数は3000 r/min以上、さらには10000 r/min以上である。そのため油圧弁のコントローラとして高速比の減速機を搭載する必要がある。一方、直流トルクサーボモータ(即ち、低速直流サーボモータ)は数十回転/分の低速、さらには長期閉回の条件下で動作することができるので、減速することなく被制御子を直接駆動することができる
直流サーボモータにはブラシ付きモータとブラシレスモータがあります。
ブラシ付きモータはコストが低く、構造が簡単で、起動トルクが大きく、速度調整範囲が広く、制御が容易で、メンテナンスが必要だが、メンテナンスが便利で(炭素交換ブラシ)、電磁干渉が発生し、環境に要求がある。そのため、コストに敏感な一般的な工業や民間の場合に使用することができます。
ブラシレスモータは体積が小さく、重量が軽く、出力が大きく、応答が速く、速度が高く、慣性量が小さく、回転が滑らかで、モーメントが安定している。制御が複雑で、知能化を実現しやすく、その電子転相方式は柔軟で、方形波転相あるいは正弦波転相ができる。モーターはメンテナンスフリーで、効率が高く、運転温度が低く、電磁放射が小さく、長寿命で、様々な環境に使用できる。
交流サーボモータもブラシレスモータであり、同期モータと非同期モータに分けられ、現在の運動制御には一般的に同期モータが使用されており、その電力範囲は大きく、大きな電力を実現することができる。大慣性量で、最高回転速度が低く、電力が大きくなるにつれて急速に低下する。したがって、低速で安定した運転を行うためのアプリケーションに適しています。
ACサーボモータの動作原理
サーボモータ内部のロータは永久磁石であり、ドライバが制御するU/V/W三相電気は電磁場を形成し、ロータはこの磁場の作用の下で回転し、同時にモータが持参したエンコーダは信号をドライバにフィードバックし、ドライバはフィードバック値と目標値を比較し、ロータの回転角度を調整する。サーボモータの精度はエンコーダの精度(線数)によって決まる。
ACサーボモーターとブラシレスDCサーボモーターの機能の違いは何ですか。
交流サーボの方がいいです。正弦波制御なので、トルク脈動が小さいです。直流サーボは台形波である。しかし、直流サーボは比較的簡単で安価です。
永久磁石交流サーボモータ
1980年代以来、集積回路、電力電子技術、交流可変速駆動技術の発展に伴い、永久磁石交流サーボ駆動技術は際立った発展を遂げ、各国の有名な電気メーカーは相次いでそれぞれの交流サーボモータとサーボドライブシリーズの製品を発売し、改善と更新を続けてきた。ACサーボシステムは現在の高性能サーボシステムの主要な発展方向となり、従来の直流サーボが淘汰される危機に直面している。90年代以降、世界各国で商品化された交流サーボシステムは、フルデジタル制御を採用した正弦波モータサーボ駆動である。伝動分野における交流サーボ駆動装置の発展は日進月歩である。永久磁気交流サーボモータと直流サーボモータを比較すると、主な利点は以下の通りである:
(1)ブラシと整流器がないので、仕事が信頼でき、メンテナンスとメンテナンスに対する要求が低い。
(2)固定子巻線は放熱が便利である。
(3)慣性量が小さく、システムの迅速性を高めやすい。
(4)高速パワートルク作動状態に適応する。
(5)同電力下ではより小さな体積と重量がある。