传统交流伺服电机具有软特性,其输出特性不是伺服电机的单一值。步进电机通常是开环控制的,不能定位。电机本身有一个速度共振区。pwm调速系统位置跟踪性能差,而变频调速控制简单,但有时精度不够。DC电机伺服系统以其优异的性能在位置伺服系统中得到广泛应用,但也存在结构复杂、超低速死区矛盾突出、换向器电刷带来的噪声和维护问题等缺点。对于雷达上常用的DC伺服系统驱动电机的功率放大部分,当天线重量较轻,转速较慢,驱动功率较小时,一般为几十瓦,因此电机可以直接由DC电源控制。当要求驱动功率接近或大于千瓦时,选择驱动方案,即放大DC电机的电枢电流,是设计伺服系统的重要环节。目前,有许多大功率DC电源,如晶体管放大器、晶闸管放大器和电机放大器。它很少用于千瓦级的晶体管功率放大器。可控硅技术在20世纪60年代和70年代初得到了迅速发展和广泛应用。然而,由于当时的各种原因,如可靠性,许多产品放弃了可控硅技术。目前,集成驱动模块一般由晶体管或晶闸管制成。电机放大器是DC伺服电机的传统功率放大器。由于其控制简单、坚固耐用,目前仍在新的雷达产品中使用。下面主要以放大电机为例,对比其与交流伺服电机的优缺点。
放大电动机通常称为放大电动机,通常是由交流异步感应电动机串联驱动的两级直流发电机,以实现直流控制。两套控制绕组,每套输入阻抗为数千欧元,如果采用串联输入阻抗约1万欧元,伺服电机一般是互补平衡对称输入,当系统输入不为零时打破其平衡,使放大电机有输出信号。当输入电流为数十至数十毫安时,直流伺服电机的电枢绕组的输出电压可达100v 以上,几安培至数十安培。其主要缺点是体积重量大,非线性,特别是接近零点不是很好,这就需要小心处理高要求的系统。
交流伺服电机配有专用驱动器,与同一功率放大电机相比,体积小、重量轻,取决于内部晶体管或晶闸管开关电路,根据伺服电机中的光电编码器或外壳装置,确定转子当时的位置,并确定驱动电机 a、 b、 c 的相应输出状态。所以不像控制放大电机需要做一个特殊的功率放大电路。这种类型的电机通常是永磁体,驱动器产生 a,b,c 三相变电流控制电机旋转,所以称为交流伺服电机,驱动器输入的控制信号可以是脉冲串,也可以是直流电压信号(通常为 ± 10v) ,所以也称为直流无刷电动机。
对两种电机进行了简单的实验对比:只要将系统的原始DC误差信号直接连接到交流伺服驱动器的模拟控制输入端,用交流伺服电机及其驱动器代替原来的差分功率放大器、电机放大器和DC伺服电机,而控制部分和角度测量元件不变,简单对比两种方案的输出特性。
了解更多 安川伺服电机