1. 微型伺服电机
主要区别在于伺服电机精度高,随着转矩的增加转速匀速下降,步进电机精度稍逊,输出力矩随速度的增大而不断衰减,低速用步进(成本低N倍),高速用伺服电机(成本高)。
2. 微型伺服电机的MCU驱动控制器设计
主要是应用需求造成了两者的区别,但基本原理都是一样的,都属于变频调速装置,很多技术都通用。
伺服驱动器在软件上只支持闭环矢量,把闭环矢量性能做到极致,主要关注高性能,高精度和位置,转矩和速度控制,控制环路带宽都比较高,采用各种补偿方式来提高带宽,应用场合也主要是精密加工,机器人等。
伺服从硬件上,也是为高性能服务,电流,转子转速和位置传感器精度要求比较高,控制一般采用MCU+FPGA模式,伺服电机一般和驱动器配套销售,在设计上也要比一般电机要求高,低惯量,高过载,低谐波。
变频器一般称为通用变频装置,硬件上,mcu和传感器要求较低,成本也低一些。
软件上,支持多种控制策略,比如VF,无感矢量,闭环矢量等。
电流环和PWM发波都在MCU内处理,控制环路带宽较低。 用变频器还是伺服,主要是关注工艺需求和预算。当然,同样功率级别,伺服要比变频器贵不少。
3. 微型伺服电机的结构
1:伺服马达内部包括了一个小型直流马达;一组变速齿轮组;一个反馈可调电位器;及一块电子控制板。
其中,高速转动的直流马达提供了原始动力,带动变速(减速)齿轮组,使之产生高扭力的输出,齿轮组的变速比愈大,伺服马达的输出扭力也愈大,也就是说越能承受更大的重量,但转动的速度也愈低 2、微行伺服马达的工作原理 一个微型伺服马达是一个典型闭环反馈系统减速齿轮组由马达驱动,其终端(输出端)带动一个线性的比例电位器作位置检测,该电位器把转角坐标转换为一比例电压反馈给控制线路板,控制线路板将其与输入的控制脉冲信号比较,产生纠正脉冲,并驱动马达正向或反向地转动,使齿轮组的输出位置与期望值相符,令纠正脉冲趋于为0,从而达到使伺服马达精确定位的目的。
3、如何控制伺服马达 标准的微型伺服马达有三条控制线,分别为:电源、地及控制。
电源线与地线用于提供内部的直流马达及控制线路所需的能源,电压通常介于4V—6V之间,该电源应尽可能与处理系统的电源隔离(因为伺服马达会产生噪音)。
甚至小伺服马达在重负载时也会拉低放大器的电压,所以整个系统的电源供应的比例必须合理。
4、伺服马达的电源引线 电源引线有三条,如图中所示。
伺服马达三条线中红色的线是控制线,接到控制芯片上。
中间的是SERVO工作电源线,一般工作电源是5V。
第三条是地线 5、伺服马达的运动速度 伺服马达的瞬时运动速度是由其内部的直流马达和变速齿轮组的配合决定的,在恒定的电压驱动下,其数值唯一。
但其平均运动速度可通过分段停顿的控制方式来改变,例如,我们可把动作幅度为90o的转动细分为128个停顿点,通过控制每个停顿点的时间长短来实现0o—90o变化的平均速度。
对于多数伺服马达来说,速度的单位由“度数/秒”来决定。
6、使用伺服马达的注意事项 除非你使用的是数码式的伺服马达,否则以上的伺服马达输出臂位置只是一个不准确的大约数。
普通的模拟微型伺服马达不是一个精确的定位器件,即使是使用同一品牌型号的微型伺服马达产品,他们之间的差别也是非常大的,在同一脉冲驱动时,不同的伺服马达存在±10o的偏差也是正常的。
正因上述的原因,不推荐使用小于1ms及大于2ms的脉冲作为驱动信号,实际上,伺服马达的最初设计表也只是在±45o的范围。
而且,超出此范围时,脉冲宽度转动角度之间的线性关系也会变差。
要特别注意,绝不可加载让伺服马达输出位置超过±90o的脉冲信号,否则会损坏伺服马达的输出限位机构或齿轮组等机械部件。
由于伺服马达的输出位置角度与控制信号脉冲宽度没有明显统一的标准,而且其行程的总量对于不同的厂家来说也有很大差别,所以控制软件必须具备有依据不同伺服马达进行单独设置的功能
4. 微型伺服电机尺寸
相关机型及其具体规格,参照产品目录中的各三菱伺服电机系列电磁制动规格。
2.通过HG-KR及HG-MR系列0.1kW以上与HG-SR系列可支持。
3.带减速机的情况下,不配置油封。
4.附有油封的HG-KR,HG-MR系列伺服电机的外形尺寸标准不同。
5.相关机型及其具体规格,请参照本产品目录中的“带减速机的伺服电机规格”。
6.标准配置的HG-SR G1/G1H的轴端为带键槽轴(附带键)。
7.相关机型及其具体规格,请参照产品目录中的各三菱伺服电机系列轴端特殊规格。
8.HG-JR,HG-RR及HG-UR系列在标准规格中附油封。
9.使用HG-JR353(B)时,额定输出会根据所组合的伺服放大器而改变。
5. 微型伺服电机减速机
优点:
1、精度:实现了位置,速度和力矩的闭环控制;克服了步进电机失步的问题;
2、转速:高速性能好,一般额定转速能达到2000~3000转;
3、适应性:抗过载能力强,能承受三倍于额定转矩的负载,对有瞬间负载波动和要求快速起动的场合特别适用;
4、稳定:低速运行平稳,低速运行时不会产生类似于步进电机的步进运行现象。适用于有高速响应要求的场合;
5、及时性:电机加减速的动态相应时间短,一般在几十毫秒之内;
6、舒适性:发热和噪音明显降低。
缺点:
伺服电机可以用在会受水或油滴侵袭的场所,但是它不是全防水或防油的。因此,伺服电机不应当放置或使用在水中或油侵的环境中