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眾所周知伺服電機相比其他電機具有很高的效率,其主要原因是伺服電機采用了矢量控制的原理。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),伺服電機主要由旋轉的永磁體(轉子)和三組均勻分布的線(xiàn)圈(定子)組成,線(xiàn)圈包圍著(zhù)定子被固定在外部。電流流經(jīng)線(xiàn)圈產(chǎn)生磁場(chǎng),三組磁場(chǎng)相互疊加形成一個(gè)矢量磁場(chǎng)。通過(guò)分別控制三組線(xiàn)圈上的電流大小,我們可以使定子產(chǎn)生任意方向和大小的磁場(chǎng)。
同時(shí),通過(guò)定子和轉子磁場(chǎng)之間的相互吸引和排斥,力矩便可自由地得到控制。對于轉子旋轉的任意角度,定子都存在著(zhù)一個(gè)最優(yōu)化的磁場(chǎng)方向,能產(chǎn)生最大的力矩。很顯然如果定子產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向正交于轉子的磁場(chǎng)方向,這個(gè)位置就是產(chǎn)生最大力矩的位置。
固定線(xiàn)圈的空間電流矢量具有一個(gè)固定的磁場(chǎng)方向,這完全由通過(guò)線(xiàn)圈的磁通大小和流經(jīng)線(xiàn)圈的電流相互作用決定的。這樣我們就可以用空間電流矢量來(lái)表征定子的磁場(chǎng),這個(gè)空間電流矢量也就是三組線(xiàn)圈所產(chǎn)生的電流矢量的空間疊加。這個(gè)就是伺服矢量控制的基本原理。
1、交流伺服驅動(dòng)起得到運轉指令后,先根據電機霍爾U、V、W反饋的信號判斷轉子初步位置, 給出初始電流使定子形成一個(gè)與在該區間轉子磁場(chǎng)垂直的磁場(chǎng)以驅動(dòng)轉子運轉,當轉子帶動(dòng)編碼器運轉使之輸出第一個(gè)霍爾上升下降沿(U、V、W中任一個(gè)發(fā)生高低電平變化)時(shí),驅動(dòng)器立即根據該轉子位置變換電流使定子形成與轉子磁場(chǎng)垂直的磁場(chǎng),此后便根據A、B信號判斷轉子的位置輸出電流,確保定子的磁場(chǎng)始終與轉子磁場(chǎng)垂直。為減少A、B信號的累計誤差,每次遇到Z信號時(shí)便對A、B信號進(jìn)行校正,以減少誤差累計。