伺服系統的主要作用和分類

　　如今,隨著技術的不斷成熟,交流伺服電機技術憑借其優異的性價比,逐漸取代直流電機成為伺服系統的主導執行電機。交流伺服系統技術的成熟也使得市場呈現出快速的多元化發展,并成為工業自動化的支撐性技術之一。

　　主要作用

　　1、以小功率指令信號去控制大功率負載;

　　2、在沒有機械連接的情況下,由輸入軸控制位于遠處的輸出軸,實現遠距同步傳動;

　　3、使輸出機械位移精確地跟蹤電信號,如記錄和指示儀表等。

　　主要分類

　　從系統組成元件的性質來看,有電氣伺服系統、液壓伺服系統和電氣-液壓伺服系統及電氣-電氣伺服系統等;

　　從系統輸出量的物理性質來看,有速度或加速度伺服系統和位置伺服系統等;

　　從系統中所包含的元件特性和信號作用特點來看,有模擬式伺服系統和數字式伺服系統;

　　從系統的結構特點來看,有單回伺服系統、多回伺服系統和開環伺服系統、閉環伺服系統。

　　伺服系統按其驅動元件劃分,有步進式伺服系統、直流電動機(簡稱直流電機)伺服系統、交流電動機(簡稱交流電機)伺服系統。按控制方式劃分,有開環伺服系統、閉環伺服系統和半閉環伺服系統等,實際上數控系統也分成開環、閉環和半閉環3種類型,就是與伺服系統這3種方式相關。

　　1、開環系統

　　開環系統主要由驅動電路,執行元件和機床3大部分組成。常用的執行元件是步進電機,通常稱以步進電機作為執行元件的開環系統為步進式伺服系統,在這種系統中,如果是大功率驅動時,用步進電機作為執行元件。驅動電路的主要任務是將指令脈沖轉化為驅動執行元件所需的信號。

　　2、閉環系統

　　閉環系統主要由執行元件、檢測單元、比較環節、驅動電路和機床5部分組成。其構成框圖如圖2所示。在閉環系統中,檢測元件將機床移動部件的實際位置檢測出來并轉換成電信號反饋給比較環節。常見的檢測元件有旋轉變壓器、感應同步器、光柵、磁柵和編碼盤等。通常把安裝在絲杠上的檢測元件組成的伺服系統稱為半閉環系統;把安裝在工作臺上的檢測元件組成的伺服系統稱為閉環系統。由于絲杠和工作臺之間傳動誤差的存在,半閉環伺服系統的精度要比閉環伺服系統的精度低一些。比較環節的作用是將指令信號和反饋信號進行比較,兩者的差值作為伺服系統的跟隨誤差,經驅動電路,控制執行元件帶動工作臺繼續移動,直到跟隨誤差為零。根據進入比較環節信號的形式以及反饋檢測方式,閉環(半閉環)系統可分為脈沖比較伺服系統、相位比較伺服系統和幅值比較伺服系統3種。

　　由于比較環節輸出的信號比較微弱,不足以驅動執行元件,故需對其進行放大,驅動電路正是為此而設置的。

　　執行元件的作用是根據控制信號,即來自比較環節的跟隨誤差信號,將表示位移量的電信號轉化為機械位移。常用的執行元件有直流寬調速電動機、交流電動機等。執行元件是伺服系統中必不可少的一部分,驅動電路是隨執行元件的不同而不同的。