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小型伺服(電機)馬達原理與控製

點擊:15535 日期:2015-01-06 選擇字號:

     小型伺服馬達內(nei) 部結構 一個(ge) 小型伺服馬達內(nei) 部包括了一個(ge) 小型直流馬達;一組變速齒輪組;一個(ge) 反饋可調電位器;及一塊電子控製板。其中,高速轉動的直流馬達提供了原始動力,帶動變速(減速)齒輪組,使之產(chan) 生高扭力的輸出,齒輪組的變速比愈大,伺服馬達的輸出扭力也愈大,也就是說越能承受更大的 重量,但轉動的速度也愈低。


小型伺服馬達內(nei) 部結構


   小型伺服馬達的工作原理 一個(ge) 微型伺服馬達是一個(ge) 典型閉環反饋係統,其原理可由下圖表示: 減速齒輪組由馬達驅動,其終端(輸出端)帶動一個(ge) 線性的比例電位器作位置檢測,該電位器把轉角坐標轉換為(wei) 一比例電壓反饋給控製線路板,控製線路板將其與(yu) 輸入的控製脈衝(chong) 信號比較,產(chan) 生糾正脈衝(chong) ,並驅動馬達正向或反向地轉動,使齒輪組的輸出位置與(yu) 期望值相符,令糾正脈衝(chong) 趨 於(yu) 為(wei) 0,從(cong) 而達到使伺服馬達精確定位的目的。 



    如何控製伺服馬達 標準的微型伺服馬達有三條控製線,分別為(wei) :電源、地及控製。電源線與(yu) 地線用於(yu) 提供內(nei) 部的直流馬達及控製線路所需的能源,電壓通常介於(yu) 4V—6V之間,該電源應盡可能與(yu) 處理係統的電源

隔離(因為(wei) 伺服馬達會(hui) 產(chan) 生噪音)。甚至小伺服馬達在重負載時也會(hui) 拉低放大器的電壓,所以整 個(ge) 係統的電源供應的比例必須合理。 輸入一個(ge) 周期性的正向脈衝(chong) 信號,這個(ge) 周期性脈衝(chong) 信號的高電平時間通常在1ms—2ms之間,而低電平時間應在5ms到20ms之間,並不很嚴(yan) 格,下表表示出一個(ge) 典型的20ms周期性脈衝(chong) 的正脈衝(chong) 寬度與(yu) 微型伺服馬達的輸出臂位置的關(guan) 係: 在參照上表設計控製脈衝(chong) 寬度時應注意以下的注意事項。



    伺服馬達的電源引線 電源引線有三條,如圖中所示。伺服馬達三條線中紅色的線是控製線,接到控製芯片上。中間的 是SERVO工作電源線,一般工作電源是5V。第三條是地線。

    伺服馬達的運動速度 伺服馬達的瞬時運動速度是由其內(nei) 部的直流馬達和變速齒輪組的配合決(jue) 定的,在恒定的電壓驅動下,其數值。但其平均運動速度可通過分段停頓的控製方式來改變,例如,我們(men) 可把動作幅度為(wei) 90º的轉動細分為(wei) 128個(ge) 停頓點,通過控製每個(ge) 停頓點的時間長短來實現0º—90º變化的 平均速度。對於(yu) 多數伺服馬達來說,速度的單位由“度數/秒”來決(jue) 定。

    使用伺服馬達的注意事項 l 除非你使用的是數碼式的伺服馬達,否則以上的伺服馬達輸出臂位置隻是一個(ge) 不準確的大約 數。 l 普通的模擬微型伺服馬達不是一個(ge) 精確的定位器件,即使是使用同一品牌型號的微型伺服馬達

產(chan) 品,他們(men) 之間的差別也是非常大的,在同一脈衝(chong) 驅動時,不同的伺服馬達存在±10º的偏差也 是正常的。 l 正因上述的原因,不推薦使用小於(yu) 1ms及大於(yu) 2ms的脈衝(chong) 作為(wei) 驅動信號,實際上,伺服馬達的最初設計表也隻是在±45º的範圍。而且,超出此範圍時,脈衝(chong) 寬度轉動角度之間的線性關(guan) 係 也會(hui) 變差。 l 要特別注意,絕不可加載讓伺服馬達輸出位置超過±90º的脈衝(chong) 信號,否則會(hui) 損壞伺服馬達的輸 出限位機構或齒輪組等機械部件。 l 由於(yu) 伺服馬達的輸出位置角度與(yu) 控製信號脈衝(chong) 寬度沒有明顯統一的標準,而且其行程的總量對於(yu) 不同的廠家來說也有很大差別,所以控製軟件必須具備有依據不同伺服馬達進行單獨設置的功 能。

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    本文原創自:深圳海藍機電設備有限公司,如果你對小型伺服電機感興(xing) 趣請閱讀我們(men) 的文章:https://www.mdcgfw.com/article/160.html   

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