在光機電一體化產品中.基本都是利用電動機來作為動作執行元件,作為計算機控制的電動機,一般常用的有步進電動機和伺服電動機。伺服電動機又分為交流伺服電動機和直流伺服電動機。 1.伺服電動機(serv0 motors)
所謂伺服系統是一種閉環控制系統,將目標值與實際結果進行比較,使其誤差最小化。這種控制系統是帶有反饋功能的,以便使來自控制對象的信號返回到輸入上,從而在控制上能夠反映出來。利用電動機的伺服控制就是在電動機或者控制對象上安裝檢測裝置,將檢測結果反映到控制裝置上,并與指令值進行比較來進行控制。伺服電動機的主要特點是靈敏度很高,響應很快,即當沒有控制信號時.電動機處于不動狀態,一旦有控制信號存在,即使是很微弱的詹號.電動機也會立即起動,并根據信號的消失而立即停止動作,圖l -9所示為伺服電動機實物圖。
 (1)交流伺服電動機以交流電作為驅動電源的伺服電動機稱為交流伺服電動機,一般此類電動機用于小功率的伺服系統中。交流伺服電動機的工作原理與單相電容式異步電動機相同,其轉速和轉向與勵磁電壓和控制電壓幅值有關,也與勵磁電流和控制電流間相位差大小有關。其結構有籠形、空心杯形和空心鐵磁形。交流伺服電動機除了具備高靈敏性和快速響應之外,還具有運行穩定的特點。這種電動機廣泛應用到光機電一體化系統中.主要在隨動系統和增量運動中作為伺服或驅動元件。此外由于具有很好的可控性,因此通過計算機控制系統、傳感器反饋系統等能夠對運動機構進行很好的速度控制和位置控制。 (2)直流伺服電動機直流伺服電動機在光機電一體化產品中也是經常使用的一種執行元件。它分為永磁式和電磁式兩種,對這類電動機的控制一般多采用電樞控制。直流伺服電動機具有轉速調節范圍廣、起動力矩比較大等優點。在小型自備電源的光機電設備中,如移動機器人、自動導引搬運小車等多采用這種類別的電動機。此外還有一種直流力矩伺服電動機,這種電動機能夠產生大力矩,可以在電動機輸出部分不用通過減速裝置而直接和所要驅動的機構進行連接.它能在低于空載轉速的任意低速下穩定運行,甚至是在堵轉下穩定工作也沒有問題。直流力矩伺服電動機具有反應速度迅速、轉矩轉速波動小和精度較高等特點。 2.步進電動機(stepping motors)
步進電動機也是光機電一體化設備或產品中的最常用的動作執行元件之一,是一種較早應用的比較典型的驅動裝置。圖l一10所示為步進電動機及驅動器。

如今步進電動機被廣泛地應用在數控機床、辦公設備、機器人、計測裝置和自動化設備中。在使用步進電動機時不能直接將其與電源相連.也需要驅動器。步進電動 機自身的特點有: 1)步進電動機可以通過數字信號進行開環控制,從而使控制系統簡單,需要的成本也低。 2)步進電動機輸入的脈沖信號數與位移相對應,步距誤差不會長期積累,因此不僅可以組成結構簡單且具有一定精度的開環控制系統,還可以組成閉環控制系統來實現較高的控制精度。 3)步進電動機沒有電刷,因此構成電動機的部件較少,便于裝配并容易獲得較高的可靠性。此外,步進電動機的響應性好,易于電動機起動、停止、正反轉以及變速,并且在停止時有一定的自鎖能力。 4)步進電動機的步距角的大小可以在180°范圍內進行選擇,選擇的范圍大。如果選擇較小的步距角,則可以在超低速下獲得高轉矩穩定運行,有的時候可以直接用步進電動機帶動機構而不需減速裝置。 5)如果同時用一臺控制器控制幾臺步進電動機,則可以獲得使它們進行完全同步運行的效果.速度也可以在相當寬的范圍內實現平滑調節。 在選擇使用步進電動機時必須滿足整個運動系統的要求。一般從機械和速度兩個較大方面來考慮,也就是分辨率、負載剛度及質量、電動機體積和質量、電動機的工作環境、電動機的轉矩和速度響應設定等。
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