伺服电机及其惯量控制方法技术

本申请涉及一种伺服电机，包括驱动装置、配重控制装置、惯量盘、摩擦盘、轴承以及电机转轴，驱动装置连接配重控制装置，摩擦盘以及轴承固定设置于电机转轴，轴承还与惯量盘可相对运动设置；驱动装置用于发送配重驱动信号至配重控制装置；配重控制装置用于根据配重驱动信号控制惯量盘沿轴承做轴向滑动至与摩擦盘接触，且与摩擦盘同时随电机转轴转动，增加伺服电机的转动惯量，使得伺服电机在负载惯量变化时可对应调节自身惯量，提高系统的性能，使伺服电机可以兼具快速运动响应性及稳定性。另外，可在不带惯量盘的低惯量电机上直接修改而成，无需重新设计电机，不会对电机的电磁方案和整体结构造成改变，也能具有更好的稳定性和可靠性。可靠性。可靠性。

【技术实现步骤摘要】
伺服电机及其惯量控制方法


[0001]本申请涉及机电设备
，特别是涉及一种伺服电机及其惯量控制方法。

技术介绍

[0002]随着工业生产自动化与智能化的快速发展，伺服系统因其控制精度高和响应速度快等优点，在工业生产设备中被广泛使用，逐步替代步进驱动器加步进电机等传统控制系统。伺服电机主要是靠接收脉冲信号使其转轴转动，带动物体的位置、方位或状态等被控量随输入目标的任意变化而变化，再配合编码器实现对脉冲的计数反馈，实现精准的定位。其中，在伺服电机的转轴转动带动物体变化时，具有适配的惯量比对系统的响应性及稳定性都有极大的影响。
[0003]目前，现有的伺服电机的自身的转动惯量在制作完成后均为恒定的，而负载的转动惯量可能会随工况发生变化，在某些工况下出现系统惯量不匹配现象，导致性能下降或短时出现较大的位置偏差等问题。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要提供一种伺服电机及其惯量控制方法，解决在某些负载工况下出现的系统惯量不匹配现象，导致性能下降或短时出现较大的位置偏差等问题。
[0005]一种伺服电机，包括驱动装置、配重控制装置、惯量盘、摩擦盘、轴承以及电机转轴，所述驱动装置连接所述配重控制装置，所述摩擦盘以及所述轴承固定设置于所述电机转轴，所述轴承还与所述惯量盘可相对运动设置；
[0006]所述驱动装置用于发送配重驱动信号至所述配重控制装置；
[0007]所述配重控制装置用于根据所述配重驱动信号控制所述惯量盘沿所述轴承做轴向滑动至与所述摩擦盘接触，且与所述摩擦盘同时随所述电机转轴转动，增加伺服电机的转动惯量。
[0008]在其中一个实施例中，所述配重控制装置包括第一绕组、第一弹性结构以及第一金属结构，所述第一绕组连接所述驱动装置，所述第一绕组与所述电机转轴间隙设置，所述第一弹性结构连接所述第一金属结构，在所述第一绕组未接收到所述配重驱动信号时，所述第一金属结构在所述第一弹性结构的弹力作用下使所述惯量盘与所述摩擦盘无接触。
[0009]在其中一个实施例中，上述伺服电机还包括制动控制装置，所述制动控制装置连接所述驱动装置；所述制动控制装置用于在未接收到所述驱动装置发送的驱动信号时，控制所述摩擦盘与所述电机转轴制动。
[0010]在其中一个实施例中，所述制动控制装置包括第二绕组、第二弹性结构以及第二金属结构，所述第二绕组连接所述驱动装置，所述第二绕组与所述电机转轴间隙设置，所述第二弹性结构连接所述第二金属结构，在所述第二绕组未接收到所述驱动信号时，所述第二金属结构在所述第二弹性结构的弹力作用下与所述摩擦盘接触。
[0011]在其中一个实施例中，所述驱动装置包括驱动器、第一电源以及第一开关元件，所
述驱动器、所述第一电源与所述第一开关元件的控制部连接成第一驱动回路，所述第一开关元件的受控部串接在所述第一绕组的供电回路中。
[0012]在其中一个实施例中，所述驱动装置还包括第二电源与第二开关元件，所述驱动器、所述第二电源与所述第二开关元件的控制部连接成第二驱动回路，所述第二开关元件的受控部串接在所述第二绕组的供电回路中。
[0013]在其中一个实施例中，上述伺服电机还包括轴肩与外端盖轴肩，所述轴肩设置于所述摩擦盘与所述轴承的连接处，所述外端盖轴肩设置于所述轴承远离所述摩擦盘的一端。
[0014]在其中一个实施例中，上述伺服电机还包括电机绕组与编码器，所述电机绕组间隙设置于所述电机转轴远离所述轴承的一侧，所述编码器设置于所述电机转轴靠近所述轴承的一侧。
[0015]在其中一个实施例中，提供一种伺服电机的惯量控制方法，基于上述任意一个实施例的伺服电机实现，所述方法包括：
[0016]驱动装置发送配重驱动信号至配重控制装置；
[0017]所述配重控制装置根据所述配重驱动信号控制惯量盘沿轴承做轴向滑动至与摩擦盘接触，且与所述摩擦盘同时随电机转轴转动，增加伺服电机的转动惯量。
[0018]在其中一个实施例中，在所述驱动装置发送配重驱动信号至配重控制装置之前，还包括：
[0019]所述驱动装置发送驱动信号至制动控制装置；
[0020]所述制动控制装置在未接收到所述驱动信号时，控制所述摩擦盘与所述电机转轴制动。
[0021]上述伺服电机及其惯量控制方法，通过配重控制装置根据驱动装置发出的配重驱动信号控制惯量盘与摩擦盘接触，同时随电机转轴转动，方便地增加电机转动惯量，使得伺服电机在负载惯量变化时可对应调节自身惯量，提高系统的性能，使伺服电机可以兼具快速运动响应性及稳定性。另外，本方案可在不带惯量盘的低惯量电机上直接修改而成，无需重新设计电机，不会对电机的电磁方案和整体结构造成改变，也能具有更好的稳定性和可靠性。
附图说明
[0022]图1为一实施例中伺服电机的细节结构图；
[0023]图2为另一实施例中伺服电机的细节结构图；
[0024]图3为一实施例中伺服电机在第二绕组单独通电后的结构状态图；
[0025]图4为一实施例中伺服电机在第一绕组与第二绕组均通电后的结构状态图；
[0026]图5为一实施例中驱动装置的电路图；
[0027]图6为一实施例中伺服电机的整体结构图；
[0028]图7为一实施例中伺服电机的惯量控制方法的流程图。
具体实施方式
[0029]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对
本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0030]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
[0031]可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一电阻称为第二电阻，且类似地，可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻，但其不是同一电阻。
[0032]可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
[0033]在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。
[0034]随着工业生产自动化发展，伺服系统因其控制精度高和响应速度快等优点，在工业生产设备中被广泛使用，逐步替代步进驱动器加步进电机等传统控制系统。伺服电机主要是靠接收脉冲信号使其转轴转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种伺服电机，其特征在于，包括驱动装置、配重控制装置、惯量盘、摩擦盘、轴承以及电机转轴，所述驱动装置连接所述配重控制装置，所述摩擦盘以及所述轴承固定设置于所述电机转轴，所述轴承还与所述惯量盘可相对运动设置；所述驱动装置用于发送配重驱动信号至所述配重控制装置；所述配重控制装置用于根据所述配重驱动信号控制所述惯量盘沿所述轴承做轴向滑动至与所述摩擦盘接触，且与所述摩擦盘同时随所述电机转轴转动，增加伺服电机的转动惯量。2.根据权利要求1所述的伺服电机，其特征在于，所述配重控制装置包括第一绕组、第一弹性结构以及第一金属结构，所述第一绕组连接所述驱动装置，所述第一绕组与所述电机转轴间隙设置，所述第一弹性结构连接所述第一金属结构，在所述第一绕组未接收到配重驱动信号时，所述第一金属结构在所述第一弹性结构的弹力作用下使所述惯量盘与所述摩擦盘无接触。3.根据权利要求2所述的伺服电机，其特征在于，还包括制动控制装置，所述制动控制装置连接所述驱动装置；所述制动控制装置用于在未接收到所述驱动装置发送的驱动信号时，控制所述摩擦盘与所述电机转轴制动。4.根据权利要求3所述的伺服电机，其特征在于，所述制动控制装置包括第二绕组、第二弹性结构以及第二金属结构，所述第二绕组连接所述驱动装置，所述第二绕组与所述电机转轴间隙设置，所述第二弹性结构连接所述第二金属结构，在所述第二绕组未接收到所述驱动信号时，所述第二金属结构在所述第二弹性结构的弹力作用下与所述摩擦盘接触。5.根据权利要求4所述的伺服电机，其特征在于，所述驱动装置包括驱动器、第一电源以及第一开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈飞龙，梁展荣，杨文德，郑鸿权，王涛，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：