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伺服意味著一個(gè)錯(cuò)誤感應(yīng)反饋控制，該反饋控制用于校正系統(tǒng)性能。它還需要一個(gè)通常復(fù)雜的控制器，通常是專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)用于伺服電機(jī)的專(zhuān)用模塊。伺服電機(jī)是直流電機(jī)，可以精確控制角度位置。它們實(shí)際上是直流電機(jī)，其速度通過(guò)齒輪緩慢降低。伺服電機(jī)通常具有從90°到180°的旋轉(zhuǎn)截止。某些伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)截止速度也可以達(dá)到360°或更大。但是伺服電機(jī)不能持續(xù)旋轉(zhuǎn)。它們的旋轉(zhuǎn)被限制在固定角度之間。
伺服電機(jī)實(shí)際上是由四部分組成的組件：普通的直流電機(jī)，齒輪減速單元，位置傳感裝置和控制電路。直流電機(jī)與齒輪機(jī)構(gòu)連接，該齒輪機(jī)構(gòu)向位置傳感器(主要是電位計(jì))提供反饋。電機(jī)的輸出從齒輪箱通過(guò)伺服花鍵傳遞到伺服臂。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)伺服電機(jī)，齒輪通常由塑料制成，而對(duì)于大功率伺服電機(jī)，齒輪由金屬制成。
伺服電機(jī)的功能是接收代表伺服軸所需輸出位置的控制信號(hào)，并向其直流電機(jī)供電，直到其軸轉(zhuǎn)到該位置為止。
它使用位置檢測(cè)裝置來(lái)計(jì)算出軸的旋轉(zhuǎn)位置，因此它知道電機(jī)必須旋轉(zhuǎn)哪種方式才能將軸移動(dòng)到指示位置。軸通常不會(huì)像DC電機(jī)那樣自由旋轉(zhuǎn)，而只能旋轉(zhuǎn)200度。
伺服電機(jī)
從轉(zhuǎn)子的位置開(kāi)始，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以有效地產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。電流在繞組中流動(dòng)以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。軸傳遞電機(jī)輸出功率。負(fù)載通過(guò)傳遞機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)。高性能稀土或其他永磁體位于軸的外部。光學(xué)編碼器始終觀察轉(zhuǎn)數(shù)和軸的位置。
伺服電機(jī)的工作
伺服電機(jī)主要由直流電機(jī)，齒輪系統(tǒng)，位置傳感器和控制電路組成。直流電機(jī)由電池供電，并以高速度和低轉(zhuǎn)矩運(yùn)行。連接到直流電機(jī)的齒輪和軸組件將該速度降低到足夠的速度和更高的扭矩。位置傳感器從軸的確定位置檢測(cè)軸的位置，并將信息提供給控制電路。控制電路相應(yīng)地解碼來(lái)自位置傳感器的信號(hào)，并將電機(jī)的實(shí)際位置與所需位置進(jìn)行比較，并相應(yīng)地控制直流電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向以獲得所需位置。伺服電機(jī)通常需要4.8V至6V的直流電源。
控制伺服電機(jī)
通過(guò)使用脈寬調(diào)制技術(shù)控制其位置來(lái)控制伺服電機(jī)。施加到電機(jī)的脈沖寬度會(huì)發(fā)生變化，并在固定的時(shí)間內(nèi)發(fā)送。
脈沖寬度確定伺服電機(jī)的角位置。例如，1 ms的脈沖寬度導(dǎo)致0度的角位置，而2 ms的脈沖寬度導(dǎo)致180度的角寬度。
好處：
如果在電機(jī)上施加了重負(fù)載，驅(qū)動(dòng)器將在嘗試旋轉(zhuǎn)電機(jī)時(shí)增加流向電機(jī)線圈的電流。基本上，沒(méi)有失調(diào)的情況。
可以高速運(yùn)行。
缺點(diǎn)：
由于伺服電機(jī)會(huì)根據(jù)命令脈沖嘗試旋轉(zhuǎn)，但會(huì)滯后，因此不適用于精確控制旋轉(zhuǎn)。
成本較高。
停止時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)子繼續(xù)來(lái)回移動(dòng)一個(gè)脈沖，因此，如果需要防止振動(dòng)，則不合適。
伺服電機(jī)的應(yīng)用
伺服電機(jī)用于要求速度快速變化而又不會(huì)過(guò)熱的應(yīng)用中。
在工業(yè)領(lǐng)域中，它們被用于機(jī)床，包裝，工廠自動(dòng)化，材料處理，印刷轉(zhuǎn)換，裝配線以及許多其他要求苛刻的應(yīng)用，例如機(jī)器人技術(shù)，CNC機(jī)械或自動(dòng)化制造。
它們還用于無(wú)線電控制的飛機(jī)中，以控制電梯的定位和移動(dòng)。
它們?cè)跈C(jī)器人中的使用是因?yàn)樗鼈兛梢云交卮蜷_(kāi)和關(guān)閉以及準(zhǔn)確定位。
它們還被航空航天工業(yè)用來(lái)在其液壓系統(tǒng)中保持液壓油。
它們被用于許多無(wú)線電遙控玩具中。
它們用于電子設(shè)備(例如DVD或藍(lán)光光盤(pán)播放器)中，以擴(kuò)展或重放光盤(pán)托盤(pán)。
它們還被用于汽車(chē)中以保持車(chē)輛的速度。
伺服電機(jī)應(yīng)用電路
在下面的應(yīng)用電路中：每個(gè)電機(jī)都有三個(gè)輸入：VCC，接地和一個(gè)周期性方波信號(hào)。方波的脈沖寬度決定了伺服電機(jī)的速度和方向。在我們的情況下，我們只需要更改方向即可使設(shè)備前進(jìn)，后退以及左右旋轉(zhuǎn)。如果脈沖寬度在特定時(shí)間范圍內(nèi)，則電機(jī)將沿順時(shí)針?lè)较蝌?qū)動(dòng)。如果脈沖寬度超過(guò)該時(shí)間范圍，則電機(jī)將沿逆時(shí)針?lè)较蝌?qū)動(dòng)。可以通過(guò)電機(jī)內(nèi)部的內(nèi)置電位計(jì)來(lái)調(diào)整中間時(shí)間范圍。
步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)之間的3個(gè)區(qū)別：
步進(jìn)電機(jī)具有許多極，由永磁體或電流產(chǎn)生的磁對(duì)。伺服電機(jī)的極數(shù)很少。每個(gè)極都為電機(jī)軸提供自然的步進(jìn)點(diǎn)。
低速時(shí)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩大于相同尺寸的伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)矩。
步進(jìn)電機(jī)的操作由脈沖發(fā)生器輸出的指令脈沖信號(hào)同步。相反，伺服電機(jī)的運(yùn)行滯后于指令脈沖。
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