伺服驅(qū)動基礎(chǔ)

“我們?yōu)檫\動控制系統(tǒng)設(shè)計和制造伺服驅(qū)動器。”

這是當有人問“摩森機電有什么作用？”時我們可能會給出的答案。

對于某些人來說，這就是他們需要知道全部。對于其他人來說，它可能會提出更多的問題而不是答案。我們必須記住，并不是每個人都有運動控制、電子學、甚至科學和工程方面的背景。

因此，我們將在不同的技術(shù)水平上復習伺服驅(qū)動器的基礎(chǔ)知識，以便任何人和每個人都能對我們的工作有所了解。只要你覺得舒服，你就可以停下來。

向 5 歲兒童解釋伺服驅(qū)動器基礎(chǔ)知識

伺服驅(qū)動器就像小型計算機一樣，可以將電能輸送給電機，使它們旋轉(zhuǎn)一圈又一圈。

向 12 歲的孩子解釋伺服驅(qū)動器基礎(chǔ)知識

跟蹤到現(xiàn)在？我希望如此。讓我們更詳細一點。

伺服驅(qū)動器是由電路板、微芯片、電線和連接器制成的電子設(shè)備。它們連接到電動機以控制電動機的旋轉(zhuǎn)。它們可以使電機隨時加速、減速、停止，甚至倒退。

他們通過控制和引導電流通過電機的電線來實現(xiàn)這一點。如果沒有伺服驅(qū)動器，電機可能會不受控制地旋轉(zhuǎn)或根本不旋轉(zhuǎn)。

一些伺服驅(qū)動器控制小型電機，例如機器人手臂的肘關(guān)節(jié)。其他伺服驅(qū)動器控制大型電機，如重型機械或電動汽車的車輪。更強大的電機需要更強大的伺服驅(qū)動器

向高中物理學生解釋伺服驅(qū)動器基礎(chǔ)知識

希望你們?nèi)匀缓臀覀冊谝黄穑@里開始變得更加技術(shù)化。

伺服驅(qū)動器如何工作以及使電機旋轉(zhuǎn)的原因是什么？

驅(qū)動電機

電機是如何旋轉(zhuǎn)的？

電動機有兩個主要部分：一個旋轉(zhuǎn)并連接到軸上的轉(zhuǎn)子，以及一個保持靜止并連接到框架上的定子。其中一個組件具有普通磁鐵，另一個具有繞組或“電磁鐵”，可以通過使電流通過它們來打開。

通過連續(xù)打開和關(guān)閉不同的繞組，可以獲得旋轉(zhuǎn)的磁效應(yīng)。這會推動常規(guī)磁鐵并導致轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。

有刷電機的繞組在轉(zhuǎn)子中，磁鐵在定子中，而無刷電機的繞組在定子中，磁鐵在轉(zhuǎn)子中。

無論哪種方式，通過繞組的電流量控制扭矩量（轉(zhuǎn)動的力度），而電壓控制電機的速度（轉(zhuǎn)動的速度）。通過調(diào)節(jié)提供的電流和電壓，伺服驅(qū)動器控制電機軸的扭矩、速度和位置。

在無刷電機中，定子中的電磁鐵通過通電和斷電來旋轉(zhuǎn)磁性轉(zhuǎn)子。

命令與控制

但是你如何告訴伺服驅(qū)動器要達到什么扭矩、速度和位置呢？簡單的。您只需使用一個控制器，它可以像表盤一樣簡單，也可以像計算機一樣復雜。

控制器向伺服驅(qū)動器的命令輸入發(fā)送一個信號（一個小但特定的電壓脈沖）。然后，伺服驅(qū)動器實質(zhì)上將信號放大到電機所需的電流或電壓。

伺服驅(qū)動電源

插入墻上插座的電源示例。

當然，能量守恒定律告訴我們，能量不可能憑空產(chǎn)生。

那么這種放大的力量從何而來呢？

伺服驅(qū)動器連接到某種提供恒定電壓的電源單元（電池或插入設(shè)備）。然后，伺服驅(qū)動器采用該電源電壓并根據(jù)命令信號在必要時向電機供電。

反饋

如果您一直在跟蹤，到目前為止，我們已經(jīng)討論了伺服驅(qū)動器連接到的 3 個主要組件：電機繞組、控制器和電源。但是伺服驅(qū)動器所連接的第 4 個元素使它們?nèi)绱擞行В弘姍C反饋裝置。

作為人類，我們一直在使用反饋設(shè)備。我們汽車上的速度計會告訴我們行駛的速度，以便我們知道是加速還是減速。烹飪溫度計讓我們知道肉快熟了。壓力表可以讓我們知道自行車輪胎何時需要更多或更少的空氣。客戶反饋調(diào)查告訴公司他們需要做出調(diào)整的地方。反饋使采取糾正措施變得容易得多。

大多數(shù)伺服電機都配備了某種反饋設(shè)備，例如編碼器，可以直接連接到伺服驅(qū)動器。

有一個反饋回路允許伺服驅(qū)動器對它發(fā)送到電機的電流和電壓進行實時校正。這可確保電機以所需扭矩、所需速度旋轉(zhuǎn)并到達所需位置，而不受干擾的影響。

增量編碼器反饋裝置

增量編碼器是電機中常用的反饋裝置，用于跟蹤旋轉(zhuǎn)運動。

例如，假設(shè)外力開始作用在電機軸上，導致其從所需速度減速。來自電機的反饋信號指示真實的電機速度。然后，伺服驅(qū)動器會將真實速度與目標速度進行比較，并增加提供給電機的功率以進行補償，直到達到正確的速度。

這類似于您在汽車中使用巡航控制并開始上山。在不接觸任何東西的情況下，您的車載電腦會進行所有必要的更改，以使您的汽車在傾斜時保持相同的速度。在伺服驅(qū)動器中，這一切發(fā)生的速度比人類感知的要快，每秒進行數(shù)千次調(diào)整。作為人類，我們一直在使用反饋設(shè)備。我們汽車上的速度計會告訴我們行駛的速度，以便我們知道是加速還是減速。烹飪溫度計讓我們知道肉快熟了。壓力表可以讓我們知道自行車輪胎何時需要更多或更少的空氣。客戶反饋調(diào)查告訴公司他們需要做出調(diào)整的地方。反饋使采取糾正措施變得容易得多。

大多數(shù)伺服電機都配備了某種反饋設(shè)備，例如編碼器，可以直接連接到伺服驅(qū)動器。

有一個反饋回路允許伺服驅(qū)動器對它發(fā)送到電機的電流和電壓進行實時校正。這可確保電機以所需扭矩、所需速度旋轉(zhuǎn)并到達所需位置，而不受干擾的影響。

例如，假設(shè)外力開始作用在電機軸上，導致其從所需速度減速。來自電機的反饋信號指示真實的電機速度。然后，伺服驅(qū)動器會將真實速度與目標速度進行比較，并增加提供給電機的功率以進行補償，直到達到正確的速度。

這類似于您在汽車中使用巡航控制并開始上山。在不接觸任何東西的情況下，您的車載電腦會進行所有必要的更改，以使您的汽車在傾斜時保持相同的速度。在伺服驅(qū)動器中，這一切發(fā)生的速度比人類感知的要快，每秒進行數(shù)千次調(diào)整。

增量編碼器是電機中常用的反饋裝置，用于跟蹤旋轉(zhuǎn)運動。