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直接驱动型直线执行器使用永磁直线伺服电机,可基于供电电流和电压生成推力和速度,并沿着被驱动轴进行直线运动。直线伺服电机是闭环系统的构成部分,按照伺服控制器利用反馈装置发出的命令提供推力和速度,以实现闭环。简而言之,直线伺服电机的特性和功能与回旋伺服电机同样,只是直线伺服电机是以平直的方法转动。系统内的各种反馈装置可向伺服控制器提供电机线圈的电流、速度或位置等信息,而伺服控制器则可按照命令参数调剂电机动作。直线伺服电机是一种直接驱动解决方案,其中负载直接連接到电机的移动部分。

直接驱动型直线电机有好多种建设(铁芯、U 形通道、管件),但终究的工作原理都同样。直接驱动型直线执行器是伺服机构的构成部分,伺服机构由五个主要因素构成:线圈或驱力器、磁路或磁轴、反馈装置、包括线性轴承的机器元件和支架,由伺服驱动装置或控制器驱动。反馈装置一般是线性标尺,如线性编码器或传感器,也可以是电位计、霍尔器件、转速计、LVDT 或任何其他恰当的传感器。机器元件引导驱力器或线圈沿磁路运动,保持线圈与磁铁之间恰当的气隙。伺服系统的最后一个构成部分就是控制电子装置,用在给电机供电,乃至比较反馈数据和命令参考,以验证直线伺服电机是不是遵循命令运行。直接驱动型直线电机应用存在很多类别,从简单的 X-Y 段到复杂的龙门架系统,比如,由复杂的运动控制器驱动的多轴激光切割机。

相似于咱们近期颁发的“伺服电机工作原理”博客文章中所述,可以对多个嵌入式电机环路进行调优,以提供精确的运动控制。系统由电流环路、速度环路和位置环路构成,这些环路均选用了精密的反馈元件。每个环路向后续环路发送信號,并监测恰当的反馈元件,从而进行即时纠正,以匹配命令参数。

电流或推力环路为基本环路。电流与直线伺服电机的推力成正比,从而提供加快度或推力。电流传感器用在提供流经电机的电流反馈信息。传感器向控制电子装置回送一个信號,一般是与电机电流成正比的摹拟或数字信號。该信號应服从令信號中除了。当伺服电机的电流达到命令电流值时,环路将得到满足,直至电流降至低于命令电流。而后,环路将增加电流直至达到命令电流值,并以亚秒级的更新速度继续循环。

速度环路以同样的方法运行,且电压与速度成正比。当速度降至低于命令速度时,速度环路向电流环路发送增加电流的命令(从而增加电压)。

位置环路接受 PLC 或运动控制器的命令,而后 PLC 或运动控制器提供一个反馈至速度环路的速度命令,而速度环路又发出所需电流的命令,使电机以加快、保持原速或减速的方法移动到命令位置。这三个环路以经过优化的同步方法运行,以平稳精确地控制直接驱动型伺服电机。


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