更新時(shí)間:2019-11-26
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廠(chǎng)商性質(zhì):經(jīng)銷(xiāo)商
生產(chǎn)地址:德國
品牌 | SCHNEIDER/施耐德 | 供貨周期 | 一個(gè)月以上 |
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應用領(lǐng)域 | 能源,電子,交通,印刷包裝,紡織皮革 |
盼樂(lè )(上海)電氣有限公司專(zhuān)業(yè)從事各種國外中工控自動(dòng)化產(chǎn)品的進(jìn)口貿易與工程服務(wù),主要經(jīng)營(yíng)來(lái)自歐洲、美國等國外的液壓產(chǎn)品、五金工具、儀器儀表以及各類(lèi)工控產(chǎn)品,在國外擁有自己獨立的采購渠道,源頭采購。
經(jīng)過(guò)不懈努力,公司已與眾多較有名的機電行業(yè)*及多家國內專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)商密切合作,形成了一個(gè)穩定而高效的化供應鏈體系,以便能竭盡全力地為客戶(hù)提供*的服務(wù)。公司直接從國外進(jìn)貨,具有豐富的供貨渠道,提供原裝產(chǎn)品,做到真正讓客戶(hù)放心。公司在不斷發(fā)展和壯大的同時(shí),我們始終堅持“客戶(hù)至上、誠信為首、互利共贏(yíng)”的宗旨,不斷追求更加的企業(yè)品質(zhì),向專(zhuān)業(yè)多元化的集團企業(yè)穩步前進(jìn)。
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盼樂(lè )(上海)電氣有限公司
Name : 鐘啟鵬
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伺服電機(servo motor )是指在伺服系統中控制機械元件運轉的發(fā)動(dòng)機,是一種補助馬達間接變速裝置。
伺服電機可使控制速度,位置精度非常準確,可以將電壓信號轉化為轉矩和轉速以驅動(dòng)控制對象。伺服電機轉子轉速受輸入信號控制,并能快速反應,在自動(dòng)控制系統中,用作執行元件,且具有機電時(shí)間常數小、線(xiàn)性度高、始動(dòng)電壓等特性,可把所收到的電信號轉換成電動(dòng)機軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動(dòng)機兩大類(lèi),其主要特點(diǎn)是,當信號電壓為零時(shí)無(wú)自轉現象,轉速隨著(zhù)轉矩的增加而勻速下降。
1、伺服系統(servo mechanism)是使物體的位置、方位、
狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(或給定值)的任意變化的自動(dòng)控制系統。伺服主要靠脈沖來(lái)定位,基本上可以這樣理解,伺服電機接收到1個(gè)脈沖,就會(huì )旋轉1個(gè)脈沖對應的角度,從而實(shí)現位移,因為,伺服電機本身具備發(fā)出脈沖的功能,所以伺服電機每旋轉一個(gè)角度,都會(huì )發(fā)出對應數量的脈沖,這樣,和伺服電機接受的脈沖形成了呼應,或者叫閉環(huán),如此一來(lái),系統就會(huì )知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機,同時(shí)又收了多少脈沖回來(lái),這樣,就能夠很精確的控制電機的轉動(dòng),從而實(shí)現精確的定位,可以達到0.001mm。直流伺服電機分為有刷和無(wú)刷電機。有刷電機成本低,結構簡(jiǎn)單,啟動(dòng)轉矩大,調速范圍寬,控制容易,需要維護,但維護不方便(換碳刷),產(chǎn)生電磁干擾,對環(huán)境有要求。因此它可以用于對成本敏感的普通工業(yè)和民用場(chǎng)合。
無(wú)刷電機體積小,重量輕,出力大,響應快,速度高,慣量小,轉動(dòng)平滑,力矩穩定??刂茝碗s,容易實(shí)現智能化,其電子換相方式靈活,可以方波換相或正弦波換相。電機免維護,效率很高,運行溫度低,電磁輻射很小,長(cháng)壽命,可用于各種環(huán)境。
2、交流伺服電機也是無(wú)刷電機,分為同步和異步電機,目前運動(dòng)控制中一般都用同步電機,它的功率范圍大,可以做到很大的功率。大慣量,轉動(dòng)速度低,且隨著(zhù)功率增大而快速降低。因而適合做低速平穩運行的應用。
3、伺服電機內部的轉子是永磁鐵,驅動(dòng)器控制的U/V/W三相電形成電磁場(chǎng),轉子在此磁場(chǎng)的作用下轉動(dòng),同時(shí)電機自帶的編碼器反饋信號給驅動(dòng)器,驅動(dòng)器根據反饋值與目標值進(jìn)行比較,調整轉子轉動(dòng)的角度。伺服電機的精度決定于編碼器的精度(線(xiàn)數)。
交流伺服電機和無(wú)刷直流伺服電機在功能上的區別:交流伺服要好一些,因為是正弦波控制,轉矩脈動(dòng)小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比較簡(jiǎn)單,便宜。
自從德國MANNESMANN的Rexroth公司的Indramat分部在1978年漢諾威貿易博覽會(huì )
上正式推出MAC永磁交流伺服電動(dòng)機和驅動(dòng)系統,這標志著(zhù)此種新一代交流伺服技術(shù)已進(jìn)入實(shí)用化階段。到20世紀80年代中后期,各公司都已有完整的系列產(chǎn)品。整個(gè)伺服裝置市場(chǎng)都轉向了交流系統。早期的模擬系統在諸如零漂、抗干擾、可靠性、精度和柔性等方面存在不足,尚不能*運動(dòng)控制的要求,近年來(lái)隨著(zhù)微處理器、新型數字信號處理器(DSP)的應用,出現了數字控制系統,控制部分可*由軟件進(jìn)行,分別稱(chēng)為直流伺服系統、三相永磁交流伺服系統。
到目前為止,高性能的電伺服系統大多采用永磁同步型交流伺服電動(dòng)機,控制驅動(dòng)器多采用快速、準確定位的全數字位置伺服系統。典型生產(chǎn)廠(chǎng)家如德國西門(mén)子、美國科爾摩根和日本松下及安川等公司。
日本安川電機制作所推出的小型交流伺服電動(dòng)機和驅動(dòng)器,其中D系列適用于數控機床(轉速為1000r/min,力矩為0.25~2.8N.m),R系列適用于機器人(轉速為3000r/min,力矩為0.016~0.16N.m)。之后又推出M、F、S、H、C、G 六個(gè)系列。20世紀90年代先后推出了新的D系列和R系列。由舊系列矩形波驅動(dòng)、8051單片機控制改為正弦波驅動(dòng)、80C、154CPU和門(mén)陣列芯片控制,力矩波動(dòng)由24%降低到7%,并提高了可靠性。這樣,只用了幾年時(shí)間形成了八個(gè)系列(功率范圍為0.05~6kW)較完整的體系,滿(mǎn)足了工作機械、搬運機構、焊接機械人、裝配機器人、電子部件、加工機械、印刷機、高速卷繞機、繞線(xiàn)機等的不同需要。
以生產(chǎn)機床數控裝置而較有名的日本發(fā)那科(Fanuc)公司,在20世紀80年代中期也推出了S系列(13個(gè)規格)和L系列(5個(gè)規格)的永磁交流伺服電動(dòng)機。L系列有較小的轉動(dòng)慣量和機械時(shí)間常數,適用于要求特別快速響應的位置伺服系統。
日本其他廠(chǎng)商,例如:三菱電動(dòng)機(HC-KFS、HC-MFS、HC-SFS、HC-RFS和HC-UFS系列)、東芝精機(SM系列)、大隈鐵工所(BL系列)、三洋電氣(BL系列)、立石電機(S系列)等眾多廠(chǎng)商也進(jìn)入了永磁交流伺服系統的競爭行列。
德國力士樂(lè )公司(Rexroth)的Indramat分部的MAC系列交流伺服電動(dòng)機共有7個(gè)機座號92個(gè)規格。
德國西門(mén)子(Siemens)公司的IFT5系列三相永磁交流伺服電動(dòng)機分為標準型和短型兩大類(lèi),共8個(gè)機座號98種規格。據稱(chēng)該系列交流伺服電動(dòng)機與相同輸出力矩的直流伺服電動(dòng)機IHU系列相比,重量只有后者的1/2,配套的晶體管脈寬調制驅動(dòng)器6SC61系列,多的可供6個(gè)軸的電動(dòng)機控制。
德國博世(BOSCH)公司生產(chǎn)鐵氧體永磁的SD系列(17個(gè)規格)和稀土永磁的SE系列(8個(gè)規格)交流伺服電動(dòng)機和Servodyn SM系列的驅動(dòng)控制器。
美國較有名的伺服裝置生產(chǎn)公司Gettys曾一度作為Gould 電子公司一個(gè)分部(Motion Control Division),生產(chǎn)M600系列的交流伺服電動(dòng)機和A600 系列的伺服驅動(dòng)器。后合并到AEG,恢復了Gettys名稱(chēng),推出A700全數字化的交流伺服系統。
美國A-B(ALLEN-BRADLEY)公司驅動(dòng)分部生產(chǎn)1326型鐵氧體永磁交流伺服電動(dòng)機和1391型交流PWM伺服控制器。電動(dòng)機包括3個(gè)機座號共30個(gè)規格。
I.D.(Industrial Drives)是美國較有名的科爾摩根(Kollmorgen)的工業(yè)驅動(dòng)分部,曾生產(chǎn)BR-210、BR-310、BR-510 三個(gè)系列共41個(gè)規格的無(wú)刷伺服電動(dòng)機和BDS3型伺服驅動(dòng)器。自1989年起推出了全新系列設計的摻鶼盜袛(Goldline)永磁交流伺服電動(dòng)機,包括B(小慣量)、M(中慣量)和EB(防爆型)三大類(lèi),有10、20、40、60、80五種機座號,每大類(lèi)有42個(gè)規格,全部采用釹鐵硼永磁材料,力矩范圍為0.84~111.2N.m,功率范圍為0.54~15.7kW。配套的驅動(dòng)器有BDS4(模擬型)、BDS5(數字型、含位置控制)和Smart Drive(數字型)三個(gè)系列,大連續電流55A。Goldline系列代表了當代永磁交流伺服技術(shù)水平。
愛(ài)爾蘭的Inland原為Kollmorgen在國外的一個(gè)分部,現合并到AEG,以生產(chǎn)直流伺服電動(dòng)機、直流力矩電動(dòng)機和伺服放大器而聞名。生產(chǎn)BHT1100、2200、3300三種機座號共17種規格的SmCo永磁交流伺服電動(dòng)機和八種控制器。
法國Alsthom集團在巴黎的Parvex工廠(chǎng)生產(chǎn)LC系列(長(cháng)型)和GC系列(短型)交流伺服電動(dòng)機共14個(gè)規格,并生產(chǎn)AXODYN系列驅動(dòng)器。
原蘇聯(lián)為數控機床和機器人伺服控制開(kāi)發(fā)了兩個(gè)系列的交流伺服電動(dòng)機。其中ДBy系列采用鐵氧體永磁,有兩個(gè)機座號,每個(gè)機座號有3種鐵心長(cháng)度,各有兩種繞組數據,共12個(gè)規格,連續力矩范圍為7~35N.m。2ДBy系列采用稀土永磁,6個(gè)機座號17個(gè)規格,力矩范圍為0.1~170N.m,配套的是3ДБ型控制器。
近年日本松下公司推出的全數字型MINAS系列交流伺服系統,其中永磁交流伺服電動(dòng)機有MSMA系列小慣量型,功率從0.03~5kW,共18種規格;中慣量型有MDMA、MGMA、MFMA三個(gè)系列,功率從0.75~4.5kW,共23種規格,MHMA系列大慣量電動(dòng)機的功率范圍從0.5~5kW,有7種規格。
韓國三星公司近年開(kāi)發(fā)的全數字永磁交流伺服電動(dòng)機及驅動(dòng)系統,其中FAGA交流伺服電動(dòng)機系列有CSM、CSMG、CSMZ、CSMD、CSMF、CSMS、CSMH、CSMN、CSMX多種型號,功率從15W~5kW。
現在常采用(Powerrate)這一綜合指標作為伺服電動(dòng)機的品質(zhì)因數,衡量對比各種交直流伺服電動(dòng)機和步進(jìn)電動(dòng)機的動(dòng)態(tài)響應性能。功率變化率表示電動(dòng)機連續(額定)力矩和轉子轉動(dòng)慣量之比。
按功率變化率進(jìn)行計算分析可知,永磁交流伺服電動(dòng)機技術(shù)指標以美國I.D 的Goldline
交流伺服電動(dòng)機
交流伺服電動(dòng)機定子的構造基本上與電容分相式單相異步電動(dòng)機相似.其定子上裝有兩個(gè)位置互差90°的繞組,一個(gè)是勵磁繞組Rf,它始終接在交流電壓Uf上;另一個(gè)是控制繞組L,聯(lián)接控制信號電壓Uc。所以交流伺服電動(dòng)機又稱(chēng)兩個(gè)伺服電動(dòng)機。
交流伺服電動(dòng)機的轉子通常做成鼠籠式,但為了使伺服電動(dòng)機具有較寬的調速范圍、線(xiàn)性的機械特性,無(wú)“自轉”現象和快速響應的性能,它與普通電動(dòng)機相比,應具有轉子電阻大和轉動(dòng)慣量小這兩個(gè)特點(diǎn)。目前應用較多的轉子結構有兩種形式:一種是采用高電阻率的導電材料做成的高電阻率導條的鼠籠轉子,為了減小轉子的轉動(dòng)慣量,轉子做得細長(cháng);另一種是采用鋁合金制成的空心杯形轉子,杯壁很薄,僅0.2-0.3mm,為了減小磁路的磁阻,要在空心杯形轉子內放置固定的內定子.空心杯形轉子的轉動(dòng)慣量很小,反應迅速,而且運轉平穩,因此被廣泛采用。
交流伺服電動(dòng)機在沒(méi)有控制電壓時(shí),定子內只有勵磁繞組產(chǎn)生的脈動(dòng)磁場(chǎng),轉子靜止不動(dòng)。當有控制電壓時(shí),定子內便產(chǎn)生一個(gè)旋轉磁場(chǎng),轉子沿旋轉磁場(chǎng)的方向旋轉,在負載恒定的情況下,電動(dòng)機的轉速隨控制電壓的大小而變化,當控制電壓的相位相反時(shí),伺服電動(dòng)機將反轉。
永磁交流伺服電動(dòng)機
20世紀80年代以來(lái),隨著(zhù)集成電路、電力電子技術(shù)和交流可變速驅動(dòng)技術(shù)的發(fā)展,永磁交流伺服驅動(dòng)技術(shù)有了突出的發(fā)展,各國較有名電氣廠(chǎng)商相繼推出各自的交流伺服電動(dòng)機和伺服驅動(dòng)器系列產(chǎn)品并不斷完善和更新。交流伺服系統已成為當代高性能伺服系統的主要發(fā)展方向,使原來(lái)的直流伺服面臨被淘汰的危機。90年代以后,世界各國已經(jīng)商品化了的交流伺服系統是采用全數字控制的正弦波電動(dòng)機伺服驅動(dòng)。交流伺服驅動(dòng)裝置在傳動(dòng)領(lǐng)域的發(fā)展日新月異。
永磁交流伺服電動(dòng)機同直流伺服電動(dòng)機比較,主要優(yōu)點(diǎn)有:
⑴無(wú)電刷和換向器,因此工作可靠,對維護和保養要求低。
⑵定子繞組散熱比較方便。
⑶慣量小,易于提高系統的快速性。
⑷適應于高速大力矩工作狀態(tài)。
⑸同功率下有較小的體積和重量。
伺服電動(dòng)機與單相異步電動(dòng)機比較
交流伺服電動(dòng)機的工作原理與分相式單相異步電動(dòng)機雖然相似,但前者的轉子電阻比后者大得多,所以伺服電動(dòng)機與單機異步電動(dòng)機相比,有三個(gè)顯著(zhù)特點(diǎn):
1、起動(dòng)轉矩大
由于轉子電阻大,與普通異步電動(dòng)機的轉矩特性曲線(xiàn)相比,有明顯的區別。它可使臨界轉差率S0>1,這樣不僅使轉矩特性(機械特性)更接近于線(xiàn)性,而且具有較大的起動(dòng)轉矩。因此,當定子一有控制電壓,轉子立即轉動(dòng),即具有起動(dòng)快、靈敏度高的特點(diǎn)。
2、運行范圍較廣
3、無(wú)自轉現象
正常運轉的伺服電動(dòng)機,只要失去控制電壓,電機立即停止運轉。當伺服電動(dòng)機失去控制電壓后,它處于單相運行狀態(tài),由于轉子電阻大,定子中兩個(gè)相反方向旋轉的旋轉磁場(chǎng)與轉子作用所產(chǎn)生的兩個(gè)轉矩特性(T1-S1、T2-S2曲線(xiàn))以及合成轉矩特性(T-S曲線(xiàn))
交流伺服電動(dòng)機的輸出功率一般是0.1-100W。當電源頻率為50Hz,電壓有36V、110V、220、380V;當電源頻率為400Hz,電壓有20V、26V、36V、115V等多種。
交流伺服電動(dòng)機運行平穩、噪音小。但控制特性是非線(xiàn)性,并且由于轉子電阻大,損耗大,效率低,因此與同容量直流伺服電動(dòng)機相比,體積大、重量重,所以只適用于0.5-100W的小功率控制系統。
1、初始化參數
在接線(xiàn)之前,先初始化參數。
在控制卡上:選好控制方式;將PID參數清零;讓控制卡上電時(shí)默認使能信號關(guān)閉;將此狀態(tài)保存,確??刂瓶ㄔ俅紊想姇r(shí)即為此狀態(tài)。
在伺服電機上:設置控制方式;設置使能由外部控制;編碼器信號輸出的齒輪比;設置控制信號與電機轉速的比例關(guān)系。一般來(lái)說(shuō),建議使伺服工作中的大設計轉速對應9V的控制電壓。比如,山洋是設置1V電壓對應的轉速,出廠(chǎng)值為500,如果你只準備讓電機在1000轉以下工作,那么,將這個(gè)參數設置為111。
2、接線(xiàn)
將控制卡斷電,連接控制卡與伺服之間的信號線(xiàn)。以下的線(xiàn)是必須要接的:控制卡的模擬量輸出線(xiàn)、使能信號線(xiàn)、伺服輸出的編碼器信號線(xiàn)。復查接線(xiàn)沒(méi)有錯誤后,電機和控制卡(以及PC)上電。此時(shí)電機應該不動(dòng),而且可以用外力輕松轉動(dòng),如果不是這樣,檢查使能信號的設置與接線(xiàn)。用外力轉動(dòng)電機,檢查控制卡是否可以正確檢測到電機位置的變化,否則檢查編碼器信號的接線(xiàn)和設置
3、試方向
對于一個(gè)閉環(huán)控制系統,如果反饋信號的方向不正確,后果肯定是災難性的。通過(guò)控制卡打開(kāi)伺服的使能信號。這時(shí)伺服應該以一個(gè)較低的速度轉動(dòng),這就是傳說(shuō)中的“零漂”。一般控制卡上都會(huì )有抑制零漂的指令或參數。使用這個(gè)指令或參數,看電機的轉速和方向是否可以通過(guò)這個(gè)指令(參數)控制。如果不能控制,檢查模擬量接線(xiàn)及控制方式的參數設置。確認給出正數,電機正轉,編碼器計數增加;給出負數,電機反轉轉,編碼器計數減小。如果電機帶有負載,行程有限,不要采用這種方式。測試不要給過(guò)大的電壓,建議在1V以下。如果方向不*,可以修改控制卡或電機上的參數,使其*。
4、抑制零漂
在閉環(huán)控制過(guò)程中,零漂的存在會(huì )對控制效果有一定的影響,將其抑制住。使用控制卡或伺服上抑制零飄的參數,仔細調整,使電機的轉速趨近于零。由于零漂本身也有一定的隨機性,所以,不必要求電機轉速為零。
5、建立閉環(huán)控制
再次通過(guò)控制卡將伺服使能信號放開(kāi),在控制卡上輸入一個(gè)較小的比例增益,至于多大算較小,這只能憑感覺(jué)了,如果實(shí)在不放心,就輸入控制卡能允許的小值。將控制卡和伺服的使能信號打開(kāi)。這時(shí),電機應該已經(jīng)能夠按照運動(dòng)指令大致做出動(dòng)作了。
6、調整閉環(huán)參數
細調控制參數,確保電機按照控制卡的指令運動(dòng),這是必須要做的工作,而這部分工作,更多的是經(jīng)驗,這里只能從略了。
伺服電機與步進(jìn)電機的性能比較
步進(jìn)電機作為一種開(kāi)環(huán)控制的系統,和現代數字控制技術(shù)有著(zhù)本質(zhì)的聯(lián)系。在目前國內的數字控制系統中,步進(jìn)電機的應用十分廣泛。隨著(zhù)全數字式交流伺服系統的出現,交流伺服電機也越來(lái)越多地應用于數字控制系統中。為了適應數字控制的發(fā)展趨勢,運動(dòng)控制系統中大多采用步進(jìn)電機或全數字式交流伺服電機作為執行電動(dòng)機。雖然兩者在控制方式上相似(脈沖串和方向信號),但在使用性能和應用場(chǎng)合上存在著(zhù)較大的差異?,F就二者的使用性能作一比較。
一、控制精度不同
兩相混合式步進(jìn)電機步距角一般為 1.8°、0.9°,五相混合式步進(jìn)電機步距角一般為0.72 °、0.36°。也有一些高性能的步進(jìn)電機通過(guò)細分后步距角更小。如三洋公司(SANYO DENKI)生產(chǎn)的二相混合式步進(jìn)電機其步距角可通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)設置為1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°,兼容了兩相和五相混合式步進(jìn)電機的步距角。
交流伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉編碼器保證。以三洋全數字式交流伺服電機為例,對于帶標準2000線(xiàn)編碼器的電機而言,由于驅動(dòng)器內部采用了四倍頻技術(shù),其脈沖當量為360°/8000=0.045°。對于帶17位編碼器的電機而言,驅動(dòng)器每接收131072個(gè)脈沖電機轉一圈,即其脈沖當量為360°/131072=0.0027466°,是步距角為1.8°的步進(jìn)電機的脈沖當量的1/655。
二、低頻特性不同
步進(jìn)電機在低速時(shí)易出現低頻振動(dòng)現象。振動(dòng)頻率與負載情況和驅動(dòng)器性能有關(guān),一般認為振動(dòng)頻率為電機空載起跳頻率的一半。這種由步進(jìn)電機的工作原理所決定的低頻振動(dòng)現象對于機器的正常運轉非常不利。當步進(jìn)電機工作在低速時(shí),一般應采用阻尼技術(shù)來(lái)克服低頻振動(dòng)現象,比如在電機上加阻尼器,或驅動(dòng)器上采用細分技術(shù)等。
交流伺服電機運轉非常平穩,即使在低速時(shí)也不會(huì )出現振動(dòng)現象。交流伺服系統具有共振抑制功能,可涵蓋機械的剛性不足,并且系統內部具有頻率解析機能(FFT),可檢測出機械的共振點(diǎn),便于系統調整。
三、矩頻特性不同
步進(jìn)電機的輸出力矩隨轉速升高而下降,且在較高轉速時(shí)會(huì )急劇下降,所以其工作轉速一般在300~600RPM。交流伺服電機為恒力矩輸出,即在其額定轉速(一般為2000RPM或3000RPM)以?xún)?,都能輸出額定轉矩,在額定轉速以上為恒功率輸出。
四、過(guò)載能力不同
步進(jìn)電機一般不具有過(guò)載能力。交流伺服電機具有較強的過(guò)載能力。以三洋交流伺服系統為例,它具有速度過(guò)載和轉矩過(guò)載能力。其大轉矩為額定轉矩的二到三倍,可用于克服慣性負載在啟動(dòng)瞬間的慣性力矩。步進(jìn)電機因為沒(méi)有這種過(guò)載能力,在選型時(shí)為了克服這種慣性力矩,往往需要選取較大轉矩的電機,而機器在正常工作期間又不需要那么大的轉矩,便出現了力矩浪費的現象。
五、運行性能不同
步進(jìn)電機的控制為開(kāi)環(huán)控制,啟動(dòng)頻率過(guò)高或負載過(guò)大易出現丟步或堵轉的現象,停止時(shí)轉速過(guò)高易出現過(guò)沖的現象,所以為保證其控制精度,應處理好升、降速問(wèn)題。交流伺服驅動(dòng)系統為閉環(huán)控制,驅動(dòng)器可直接對電機編碼器反饋信號進(jìn)行采樣,內部構成位置環(huán)和速度環(huán),一般不會(huì )出現步進(jìn)電機的丟步或過(guò)沖的現象,控制性能更為可靠。
六、速度響應性能不同
步進(jìn)電機從靜止加速到工作轉速(一般為每分鐘幾百轉)需要200~400毫秒。交流伺服系統的加速性能較好,以山洋400W交流伺服電機為例,從靜止加速到其額定轉速3000RPM僅需幾毫秒,可用于要求快速啟停的控制場(chǎng)合。
綜上所述,交流伺服系統在許多性能方面都優(yōu)于步進(jìn)電機。但在一些要求不高的場(chǎng)合也經(jīng)常用步進(jìn)電機來(lái)做執行電動(dòng)機。所以,在控制系統的設計過(guò)程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素,選用適當的控制電機。
一、轉速和編碼器分辨率的確認。
二、電機軸上負載力矩的折算和加減速力矩的計算。
三、計算負載慣量,慣量的匹配,安川伺服電機為例,部分產(chǎn)品慣量匹配可達50倍,但實(shí)際越小越好,這樣對精度和響應速度好。
四、再生電阻的計算和選擇,對于伺服,一般2kw以上,要外配置。
五、電纜選擇,編碼器電纜雙絞屏蔽的,對于安川伺服等日系產(chǎn)品值編碼器是6芯,增量式是4芯。
用戶(hù)往往對電磁制動(dòng),再生制動(dòng),動(dòng)態(tài)制動(dòng)的作用混淆,選擇了錯誤的配件。
動(dòng)態(tài)制動(dòng)器由動(dòng)態(tài)制動(dòng)電阻組成,在故障、急停、電源斷電時(shí)通過(guò)能耗制動(dòng)縮短伺服電機的機械進(jìn)給距離。
再生制動(dòng)是指伺服電機在減速或停車(chē)時(shí)將制動(dòng)產(chǎn)生的能量通過(guò)逆變回路反饋到直流母線(xiàn),經(jīng)阻容回路吸收。
電磁制動(dòng)是通過(guò)機械裝置鎖住電機的軸。
三者的區別:
(1)再生制動(dòng)必須在伺服器正常工作時(shí)才起作用,在故障、急停、電源斷電時(shí)等情況下無(wú)法制動(dòng)電機。動(dòng)態(tài)制動(dòng)器和電磁制動(dòng)工作時(shí)不需電源。
(2)再生制動(dòng)的工作是系統自動(dòng)進(jìn)行,而動(dòng)態(tài)制動(dòng)器和電磁制動(dòng)的工作需外部繼電器控制。
(3)電磁制動(dòng)一般在SV、OFF后啟動(dòng),否則可能造成放大器過(guò)載,動(dòng)態(tài)制動(dòng)器一般在SV、OFF或主回路斷電后啟動(dòng),否則可能造成動(dòng)態(tài)制動(dòng)電阻過(guò)熱。
一、伺服電機油和水的保護
A:伺服電機可以用在會(huì )受水或油滴侵襲的場(chǎng)所,但是它不是全防水或防油的。因此, 伺服電機不應當放置或使用在水中或油侵的環(huán)境中。
B:如果伺服電機連接到一個(gè)減速齒輪,使用伺服電機時(shí)應當加油封,以防止減速齒輪的油進(jìn)入伺服電機
C:伺服電機的電纜不要浸沒(méi)在油或水中。
二、伺服電機電纜→減輕應力
A:確保電纜不因外部彎曲力或自身重量而受到力矩或垂直負荷,尤其是在電纜出口處或連接處。
B:在伺服電機移動(dòng)的情況下,應把電纜(就是隨電機配置的那根)牢固地固定到一個(gè)靜止的部分(相對電機),并且應當用一個(gè)裝在電纜支座里的附加電纜來(lái)延長(cháng)它,這樣彎曲應力可以減到小。
C:電纜的彎頭半徑做到盡可能大。
三、伺服電機允許的軸端負載
A:確保在安裝和運轉時(shí)加到伺服電機軸上的徑向和軸向負載控制在每種型號的規定值以?xún)取?/p>
B:在安裝一個(gè)剛性聯(lián)軸器時(shí)要格外小心,特別是過(guò)度的彎曲負載可能導致軸端和軸承的損壞或磨損
C:用柔性聯(lián)軸器,以便使徑向負載低于允許值,此物是專(zhuān)為高機械強度的伺服電機設計的。
D:關(guān)于允許軸負載,請參閱“允許的軸負荷表”(使用說(shuō)明書(shū))。
四、伺服電機安裝注意
A:在安裝/拆卸耦合部件到伺服電機軸端時(shí),不要用錘子直接敲打軸端。(錘子直接敲打軸端,伺服電機軸另一端的編碼器要被敲壞)
B:竭力使軸端對齊到狀態(tài)(對不好可能導致振動(dòng)或軸承損壞)。
直流無(wú)刷伺服電機特點(diǎn)
轉動(dòng)慣量小、啟動(dòng)電壓低、空載電流??; 棄接觸式換向系統,大大提高電機轉速,轉速高達100 000rpm;無(wú)刷伺服電機在執行伺服控制時(shí),無(wú)須編碼器也可實(shí)現速度、位置、扭矩等的控制; 不存在電刷磨損情況,除轉速高之外,還具有壽命長(cháng)、噪音低、無(wú)電磁干擾等特點(diǎn)。
直流有刷伺服電機特點(diǎn)
1.體積小、動(dòng)作快反應快、過(guò)載能力大、調速范圍寬
2.低速力矩大, 波動(dòng)小,運行平穩
3.低噪音,高效率
4.后端編碼器反饋(選配)構成直流伺服等優(yōu)點(diǎn)
5.變壓范圍大,頻率可調
直流伺服電機可應用在是火花機、機械手、精確的機器等??赏瑫r(shí)配置2500P/R高分析度的標準編碼器及測速器,更能加配減速箱、令機械設備帶來(lái)可靠的準確性及高扭力。 調速性好,單位重量和體積下,輸出功率,大于交流電機,更遠遠超過(guò)步進(jìn)電機。多級結構的力矩波動(dòng)小。
伺服電機在封閉的環(huán)里面使用。就是說(shuō)它隨時(shí)把信號傳給系統,同時(shí)把系統給出的信號來(lái)修正自己的運轉。
伺服電機也可用單片機控制。
首先我們來(lái)看一下伺服電機和其他電機(如步進(jìn)電機)相比到底有什么優(yōu)點(diǎn):
1、精度:實(shí)現了位置,速度和力矩的閉環(huán)控制;克服了步進(jìn)電機失步的問(wèn)題;
2、轉速:高速性能好,一般額定轉速能達到2000~3000轉;
3、適應性:抗過(guò)載能力強,能承受三倍于額定轉矩的負載,對有瞬間負載波動(dòng)和要求快速起動(dòng)的場(chǎng)合特別適用;
4、穩定:低速運行平穩,低速運行時(shí)不會(huì )產(chǎn)生類(lèi)似于步進(jìn)電機的步進(jìn)運行現象。適用于有高速響應要求的場(chǎng)合;
5、及時(shí)性:電機加減速的動(dòng)態(tài)相應時(shí)間短,一般在幾十毫秒之內;
6、舒適性:發(fā)熱和噪音明顯降低。
簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)就是:平??吹降哪欠N普通的電機,斷電后它還會(huì )因為自身的慣性再轉一會(huì )兒,然后停下。而伺服電機和步進(jìn)電機是說(shuō)停就停,說(shuō)走就走,反應極快。但步進(jìn)電機存在失步現象。
伺服電機的應用領(lǐng)域就太多了。只要是要有動(dòng)力源的,而且對精度有要求的一般都可能涉及到伺服電機。如機床、印刷設備、包裝設備、紡織設備、激光加工設備、機器人、
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