伺服電機控制系統如何工作,直流伺服電機控制原理形式?
在伺服電機系統中,控制機械部件運行的發動機稱為伺服電機,它是一種可以控制速度的有補貼的電機間接變速裝置,從而使物體的位置和方位、狀態和其他輸出控制量可以跟隨輸入目標(或給定值)任意變化,伺服電機的位置精度很高,可以將電壓信號轉換成轉矩和速度來驅動控制對象。
一、伺服電機控制如何工作?
當伺服電機接收到1個脈沖時,伺服系統會發生位移,它本身具有發送脈沖的功能,所以當伺服電機每轉一個角度時,就會發出相應數量的脈沖。
這稱為閉環,以便系統知道向伺服電機發送了多少脈沖以及總共接收了多少脈沖。這樣可以精確控制電機,實現更精確的定位。
伺服電機可以使用輸入信號將驅動軸的旋轉位置控制到特定角度。伺服系統由通過控制線的脈寬調制(PWM)信號控制。存在最小脈沖寬度和重復率。伺服電機通常只能雙向旋轉90°,即總共180°。例如,當使用直流電源運行時,軸位置控制將使用PWM以順時針或逆時針方向旋轉驅動軸,具體取決于信號的脈沖寬度,當使用1.5ms脈沖時,軸設置為90°位置(即中間位置)。如果脈沖寬度小于1.5ms(本例設置為1ms),則順時針旋轉軸90度;如果脈沖寬度大于1.5ms(本例設置為2ms),則將軸逆時針旋轉90度;在每個脈沖之間設置一個緩沖區(在這種情況下設置為20ms,速度由緩沖時間控制)。
二、直流伺服電機控制原理
伺服電機基本上是有刷直流電機,帶有連接到轉子軸的某種形式的位置反饋控制。它們連接到PWM型控制器并由其控制,主要用于位置控制系統和無線電控制模型。
直流電機的開關和控制小型直流電機可以通過開關、繼電器、晶體管或MOSFET電路來“開啟”或“關閉”,最簡單的電機控制形式是“線性”控制。這種類型的電路使用雙極晶體管作為開關(如果需要更高的額定電流,則使用達林頓晶體管)從單個電源控制電機。

錯誤檢測放大器查看此輸入信號并將其與來自電機輸出軸的反饋信號進行比較,以確定電機輸出軸是否有錯誤,如果是,控制器會進行適當的校正以加速或減速電機.這種對位置反饋裝置的響應意味著伺服電機在“閉環系統”內運行。
伺服電機的速度可以通過改變流入晶體管的基極電流量來控制,例如,如果晶體管“半導通”,則只有一半的電源電壓會流向電機。如果晶體管“完全導通”(飽和),則所有電源電壓都流向電機,并且旋轉得更快。
如果您使用交流電機,您可以借助相移和頻率變化來控制驅動軸的轉向和速度;或者借助信號發生器,對應輸出不同頻率的PWM信號的變化,再按照上述原理控制電機。


