上海庆惜自动化设备有限公司
上海庆惜自动化设备有限公司能源与电气工程学院副教授,主攻方向:PLC、电机控制等。多次带队获得高职技能大赛一等奖,以及校级优秀教师称号。陆东明苏州职大电气系主任。主授课程:液压与气动技术、伺服电机应用技术等。多次带队获得高职技能大赛奖项,以及校级优秀教师称号。
《交流伺服电机及其控制》全面、系统、深入地阐述了交流伺服系统的工作原理、组成及设计方法。《交流伺服电机及其控制》*1章介绍了伺服系统的概念、发展过程以及交流伺服系统的构成、分类、性能指标、发展趋势;*2章介绍了感应电机伺服控制系统;*3章介绍了永磁同步电机伺服控制系统;*4章介绍了交流伺服控制系统功率变换电路;*5章介绍了伺服系统常用传感器的工作原理;*6章介绍了交流伺服系统常用的控制策略;*7章介绍了直接驱动交流伺服系统;*8章介绍了直线交流伺服系统。
《小型交流伺服电机控制电路设计》主要介绍小型交流伺服电机的基本特性、设计方法及应用实例。主要内容包括交流伺服电机的基本原理、构造与特征,电机驱动电路,电机控制,反馈控制电路的设计,使用单片机控制交流伺服电机,驱动交流伺服电机的三相PWM控制回路,基于软件的伺服控制器的设计,基于汇编语言实现的伺服控制器高速化,交流伺服电机的控制实验等。书后还给出了与直流电机有关的专业名词解释,对于读者理解书中的内容有很大的帮助。
《小型交流伺服电机控制电路设计》内容实用性强、结构清晰合理、言简意赅,对实际操作有很强的指导性和借鉴意义。
《小型交流伺服电机控制电路设计》适合工科院校电子、电工等相关专业的师生参考阅读,同时适合作为广大电气从业人员的参考用书。
《伺服驱动技术完全精通教程:变频器与步进》从基础和实用出发,详细讲解了变频器与步进驱动、伺服驱动技术。涵盖的内容主要包括异步电动机、步进电动机和伺服电动机的结构和工作原理;变频器的工作原理;变频器的外围电路;三菱和西门子变频器的速度给定;步进驱动系统及其应用;三菱和西门子伺服驱动系统及其应用。
《伺服驱动技术完全精通教程:变频器与步进》内容丰富,重点**,强调知识的实用性,几乎每章中都配有实用的例题,便于读者模仿学习,另外每章配有习题供读者训练之用。大部分实例都有详细的软件、硬件配置清单,并配有接线图和程序,这些实例程序的下载网址:.cn,在“配书资源”一栏中,欢迎读者下载学习使用。
《伺服驱动技术完全精通教程:变频器与步进》可供学习变频器、步进驱动和伺服驱动技术的工程技术人员使用,也可作为大中专院校的机电类、信息类专业的教材。
《伺服驱动技术完全精通教程:变频器与步进》具有如下特点:
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《图解步进电机和伺服电机的应用与维修》共六章,内容包括步进电机原理、伺服电机原理、步进电机和伺服电机选型、步进电机和伺服电机维护与保养、步进电机及驱动故障分析与维修实例、伺服电机及伺服系统故障分析与维修实例。《图解步进电机和伺服电机的应用与维修》分别从步进电机和伺服电机的原理入手,介绍了步进电机和伺服电机的选型及经常应用的电机规格和参数,还介绍了步进电机和伺服电机的维护要点和方法,并且着重介绍了步进电机及其配套驱动系统常见故障分析以及典型维修实例。
《图解步进电机和伺服电机的应用与维修》**了内容的先进性、实用性。《图解步进电机和伺服电机的应用与维修》即可供从事步进电机和伺服电机相关设计、维修、调试、实用的各类技术人员学习,又可作为相关专业在校师生的参考书。
作者简介
SIMATIC S7-1500自动化系统是在SIMATIC S7-300/400系统的基础上进一步开发的,通过集成大量的新功能和新特性,SIMATIC S7-1500自动化系统具有**的性能和出色的可用性。借助于西门子新一代框架结构的TIA博途软件,可在同一开发环境下组态开发可编程序控制器、人机界面和驱动系统等。统一的数据库使各个系统之间轻松、快速地进行互连互通,真正达到了控制系统的全集成自动化。
本书深入浅出地介绍了在TIA博途V13 SP1环境下如何组态和使用SIMATIC S7-1500的PROFINET/PROFIBUS通信、编程、Web服务器、PID控制、轨迹追踪等功能,不但适合新手的快速入门,而且可供具有STEP7 V5.X和SIMATIC S7-300/400使用经验的工程师借鉴和参考,也可以用作大专院校相关专业师生的培训资料。
随书附带光盘中带有TIA博途V13 SP1演示版安装软件,可用于学习与实践。除此之外,在光盘中还附带了SIMATIC S7-1500功能和亮点使用的视频文件,便于读者更加快速地掌握SIMATIC S7-1500系列可编程序控制器,视频使用早期的TIA博途V12版本制作,与V13版本有微小的差别,但是不影响使用。
新一代的SIMATIC系列控制器S7-1500作为TIA全集成自动化架构的核心单元,与S7-300/400系列控制器相比,从现场的接线、编程设计、实现通信的灵活方式以及系统的诊断和柔性控制方面都有显着的提高和创新。
TIA博途与SIMATIC S7-1500的**结合,无论是设计、安装、调试,还是维护和升级自动化系统,都能做到节省工程设计的时间、成本和人力。
由对西门子公司*工程师亲自编写,书中对产品的功能特点进行了深入剖析,融入自己的工程经验,使内容简单易学,为大家开辟了一条学习的捷径。
随书附赠TIA博途演示版软件以及示例程序,可用于学习和实践,同时还提供视频教程。
若读者朋友们无法使用光盘,大家可以关注“机械工业出版社E视界”(ID:cmpdgdz)微信公众号,回复“53244”获取视频教程。
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上海庆惜自动化设备有限公司能源与电气工程学院副教授,主攻方向:PLC、电机控制等。多次带队获得高职技能大赛一等奖,以及校级优秀教师称号。陆东明苏州职大电气系主任。主授课程:液压与气动技术、伺服电机应用技术等。多次带队获得高职技能大赛奖项,以及校级优秀教师称号。
《交流伺服电机及其控制》全面、系统、深入地阐述了交流伺服系统的工作原理、组成及设计方法。《交流伺服电机及其控制》*1章介绍了伺服系统的概念、发展过程以及交流伺服系统的构成、分类、性能指标、发展趋势;*2章介绍了感应电机伺服控制系统;*3章介绍了永磁同步电机伺服控制系统;*4章介绍了交流伺服控制系统功率变换电路;*5章介绍了伺服系统常用传感器的工作原理;*6章介绍了交流伺服系统常用的控制策略;*7章介绍了直接驱动交流伺服系统;*8章介绍了直线交流伺服系统。
RGM 机器人关节模组
作为业界良好的协作机器人电机供应商, RGM机器人关节模组是科尔摩根专为10Kg以下协作机器人而设计,高度集成了包括无框直驱力矩电机、低压直流驱动器、谐波减速机、制动器和双反馈装置。尺寸小,符合协作机器人紧凑、灵活的设计特点。
融合了科尔摩根丰富的机器人领域经验, RGM通过高度集成的一体化设计,降低客户对机械选型、设计、组装多个环节的人员和时间投入,简化供应链管理及质量管理综合成本,实现机器人产品快速上市。让协作机器人开发变得安全,快速,便捷。
特点
48VDC
采用专业设计的新型无框架直驱力矩电机
4种谐波减速器规格,方便选型
双反馈系统,包含电机换相用增量编码器,减速机输出端用单圈**值编码器
集成**紧凑型低压直流驱动器
采用断电式制动器,由内驱电子部件控制
选件
机器人末端执行器的标准工具安装选项,包括标准机械接口和电气接口
基于CANopen通讯协议的驱动器,计划增加EtherCAT通讯协议选项
优点
采用全新高性能无框伺服电机,结合**谐波减速器,发挥较优效率并**高质量稳定运行
较大扭矩达到谐波减速器的峰值性能
实现更大的连续转矩输出,同时有效控制电机温升和谐波减速器温升,**整体使用寿命
L形外壳,方便与底座和手臂安装连接
AKD PDMM可编程多轴控制驱动器
AKD PDMM?可编程多轴控制驱动器将一个AKD伺服驱动器与一个主机控制器结合在一起,通过一个紧凑型的打包方案支持七个或更多AKD伺服驱动器。它提供了对多个高性能轴的集成控制功能以及完整的I/O和人机接口,并配备了科尔摩根自动化系统组件(Kollmorgen Automation Suite?)的全套自动化功能,为您的AKD PDMM?和PAC型机器提供一个统一的可缩放的开发环境。
分布式驱动系统包括*电源以及位于电机附近的可靠的IP67等级伺服驱动器。该系统提供了下一代机器设计所需的一切元素,同时避免了所有妨碍简约设计的因素。电源以及安全通信和现场总线通信已集成到直径仅为11毫米的单一混合电缆中。在电机侧,仅需一条电缆即可完成供电、制动控制和反馈。节约电缆费用80%以上。
驱动器的功率较大可达8 kW。分组或单独控制的安全转矩关闭(STO)功能属于标准设备的标配功能。可选配第三方EtherCAT输出和本地STO。
再生,或“分流”,当负载减速时,回馈到直流母线上的能量会消耗在再生电阻中。如果这部分能量不被耗散掉,就会回馈到驱动器,将导致母线电压过高。再生电阻,或者称制动电阻,它的作用是:当电机工作在“制动”(发电)状态时,消耗掉这部分“再生”的能量。所以,再生电阻的正确选型至关重要。
伺服控制系统是一种能对试验装置的机械运动按预定要求进行自动控制的操作系统。 [2] 在很多情况下,伺服系统专指被控制量(系统的输出量)是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统,其作用是使输出的机械位移(或转角)准确地跟踪输入的位移(或转角)。伺服系统的结构组成和其他形式的反馈控制系统没有原则上的区别。
主要指标
衡量伺服控制系统性能的主要指标系统精度、稳定性、响应特性、工作频率四大方面,特别在频带宽度和精度方面。
频带宽度简称带宽,由系统频率响应特性来规定,反映伺服系统的跟踪的快速性。带宽越大,快速性越好。伺服系统的带宽主要受控制对象和执行机构的惯性的限制。惯性越大,带宽越窄。一般伺服系统的带宽小于15赫,大型设备伺服系统的带宽则在1~2赫以下。自20世纪70年代以来,由于发展了力矩电机及高灵敏度测速机,使伺服系统实现了直接驱动,革除或减小了齿隙和弹性变形等非线性因素,使带宽达到50赫,并成功应用在远程导弹、人造卫星、精密指挥仪等场所。伺服系统的精度主要决定于所用的测量元件的精度。因此,在伺服系统中必须采用高精度的测量元件,如精密电位器、自整角机和旋转变压器等。此外,也可采取附加措施来提高系统的精度,例如将测量元件(如自整角机)的测量轴通过减速器与转轴相连,使转轴的转角得到放大,来提高相对测量精度。采用这种方案的伺服系统称为精测粗测系统或双通道系统。通过减速器与转轴啮合的测角线路称精读数通道,直接取自转轴的测角线路称粗读数通道。
结构组成
机电一体化的伺服控制系统的结构,类型繁多,但从自动控制理论的角度来分析,伺服控制系统一般包括控制器,被控对象,执行环节,检测环节,比较环节等五部分。 [3]
比较环节
比较环节是将输入的指令信号与系统的反馈信号进行比较,以获得输出与输入间的偏差信号的环节,通常由专门的电路或计算机来实现。
控制器
控制器通常是计算机或PID控制电路,其主要任务是对比较元件输出的偏差信号进行变换处理,以控制执行元件按要求动作。
执行环节
执行环节的作用是按控制信号的要求,将输入的各种形式的能量转化成机械能,驱动被控对象工作.机电一体化系统中的执行元件一般指各种电机或液压,气动伺服机构等。
被控对象
机械参数量包括位移,速度,加速度,力,和力矩为被控对象。
检测环节
检测环节是指能够对输出进行测量并转换成比较环节所需要的量纲的装置,一般包括传感器和转换电路。
系统分类
伺服系统的分类方法很多,常见的分类方法有以下三种.
(1)按被控量参数特性分类.
(2)按驱动元件的类型分类.
伺服控制系统按所用控制元件的类型可分为机电伺服系统、液压伺服系统(液压控制系统) 和气动伺服系统。
(3)按控制原理分类.
伺服系统可分为开环控 制伺服系统、闭环控制伺服系统和半闭环控制伺服系统。
常见的四种伺服控制系统如下:
(1) 液压伺服控制系统
液压伺服控制系统是以电机提供动力基础,使用液压泵将机械能转化为压力,推动液压油。通过控制各种阀门改变液压油的流向,从而推动液压缸做出不**程、不同方向的动作,完成各种设备不同的动作需要。液压伺服控制系统按照偏差信号获得和传递方式的不同分为机-液、电-液、气-液等,其中应用较多的是机-液和电-液控制系统。按照被控物理量的不同,液压伺服控制系统可以分为位置控制、速度控制、力控制、加速度控制、压力控制和其他物理量控制等。液压控制系统还可以分为节流控制(阀控)式和容积控制(泵控)式。在机械设备中,主要**-液伺服系统和电-液伺服系统。 [4]
(2) 交流伺服控制系统
交流伺服控制系统包括基于异步电动机的交流伺服系统和基于同步电动机的交流伺服系统。除了具有稳定性好、快速性好、精度高的特点外,具有一系列优点。它的性能指标可以从调速范围、定位精度、稳速精度、动态响应和运行稳定性等方面来衡量。
(3) 直流伺服控制系统
交流伺服控制系统的工作原理是建立在电磁力定律基础上。与电磁转矩相关的是互相独立的两个变量主磁通与电枢电流,它们分别控制励磁电流与电枢电流,可方便地进行转矩与转速控制。另一方面从控制角度看,直流伺服的控制是一个单输入单输出的单变量控制系统,经典控制理论完全适用于这种系统,因此,它凭借控制简单,调速性能优异,在数控机床的进给驱动中曾占据着主导地位。
(4) 电液伺服控制系统
它是一种由电信号处理装置和液压动力机构组成的反馈控制系统。较常见的有电液位置伺服系统、电液速度控制系统和电液力(或力矩)控制系统。
以上是我们常用到的四种伺服系统,他们的工作原理和性能以及可以应用的范围都有所区别,各有自己的特点和优缺点。因此在选择或者购买的时候,就需要根据系统的需要以及需要控制的参数和实现的性能,通过计算后在选择合适的产品。
技术要求
1.系统精度
伺服系统精度指的是输出量复现输入信号要求的精确程度,以误差的形式表现,可概括为动态误差,稳态误差和静态误差三个方面组成。
2.稳定性
伺服系统的稳定性是指当作用在系统上的干扰消失以后,系统能够恢复到原来稳定状态的能力;或者当给系统一个新的输入指令后,系统达到新的稳定运行状态的能力。
3.响应特性
响应特性指的是输出量跟随输入指令变化的反应速度,决定了系统的工作效率.响应速度与许多因素有关,如计算机的运行速度,运动系统的阻尼和质量等。
4.工作频率
工作频率通常是指系统允许输入信号的频率范围.当工作频率信号输入时,系统能够按技术要求正常工作;而其它频率信号输入时,系统不能正常工作。
应用
伺服控制系统较初用于船舶的自动驾驶、火炮控制和指挥仪中,后来逐渐推广到很多领域,特别是自动车床、天线位置控制、导弹和飞船的制导等。
采用伺服系统主要是为了达到下面几个目的:
① 以小功率指令信号去控制大功率负载。火炮控制和船舵控制就是典型的例子。
② 在没**械连接的情况下,由输入轴控制位于远处的输出轴,实现远距同步传动。
③ 使输出机械位移精确地跟踪电信号,如记录和指示仪表等。