深入了解伺服电机编码器:从原理到实践 (伺服的概念)

伺服的概念 深入了解伺服电机编码器

伺服的概念

在自动化系统中,伺服是一种闭环控制系统,它通过比较期望位置和实际位置来驱动电机。伺服系统由以下主要部件组成:

  • 伺服电机:执行实际运动的电机。
  • 编码器:测量电机实际位置的传感器。
  • 控制器:根据编码器测量值计算误差信号并发送控制指令给伺服电机。

编码器的原理

编码器是一种将机械运动转换为电信号的传感器。常见的编码器类型包括:

  • 增量式编码器:输出脉冲序列,脉冲数与电机旋转的角度成正比。
  • 绝对式编码器:输出一个二进制编码,表示电机当前的绝对位置。

增量式编码器

增量式编码器通常由以下部件组成:

  • 光栅盘:一个带有多个狭缝的圆盘,固定在电机转子上。
  • 光源:一个发光二极管(LED),照射光栅盘。
  • 光电二极管:一个光电二极管,检测通过狭缝的光量。

当光栅盘旋转时,它会遮挡光源,从而产生光电二极管上脉冲序列。脉冲数与电机旋转的角度成正比。

绝对式编码器

绝对式编码器通常由以下部件组成:

  • 光栅盘:一个印有二进制编码的圆盘,固定在电机转子上。
  • 光源:一个LED,照射光栅盘。
  • 光电二极管阵列:一个由多个光电二极管组成的阵列,检测通过狭缝的光量。

当光栅盘旋转时,它会遮挡光源,在光电二极管阵列上产生独特的二进制编码图案。该图案表示电机当前的绝对位置。

伺服电机编码器的选择

选择伺服电机编码器时,需要考虑以下因素:

  • 分辨率:编码器输出的最小位置变化。
  • 精度:编码器输出位置的准确性。
  • 环境:编码器将工作的环境,如温度、湿度和振动。
  • 成本:编码器的购买和安装成本。

伺服电机编码器的安装

伺服电机编码器的安装过程通常包括以下步骤:

  • 安装编码器:将编码器安装在电机转子上。
  • 连接电缆:将编码器的连接电缆连接到控制器。
  • 配置控制器:根据编码器的规格配置控制器。
  • 测试系统:确保编码器和控制器正常工作。

结论

伺服电机编码器是伺服系统不可或缺的一部分,它提供电机实际位置的信息。通过了解编码器的原理和选择标准,以及安装和维护程序,可以确保伺服系统的高精度和可靠性。


伺服电机工作原理伺服电机的具体工作过程

1、伺服电机的工作原理:伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。

2、具体工作过程。

伺服电机接收到1个脉冲,就会旋转1个脉冲对应的角度,从而实现位移,因为,伺服电机本身具备发出脉冲的功能,所以伺服电机每旋转一个角度,都会发出对应数量的脉冲。

这样,和伺服电机接受的脉冲形成了呼应,或者叫闭环,如此一来,系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机,同时又收了多少脉冲回来。

就能够很精确的控制电机的转动,从而实现精确的定位,可以达到0.001mm。直流伺服电机分为有刷和无刷电机。

有刷电机成本低,结构简单,启动转矩大,调速范围宽,控制容易,需要维护,但维护不方便,产生电磁干扰,对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。

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