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驱动原理编辑
1.伺服主要靠脉冲来定位,基本上可以这样理解,伺服电机接收到1个脉冲,就会旋转1个脉冲对应的角度,从而实现位移,因为,伺服电机本身具备发出脉冲的功能,所以伺服电机每旋转一个角度,都会发出对应数量的脉冲,这样,和伺服电机接受的脉冲形成了呼应,或者叫闭环,如此一来,系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机,同时又收了多少脉冲回来,这样,就能够很精确的控制电机的转动,从而实现精确的定位,可以达到0.001mm。
直流伺服电机特指直流有刷伺服电机——电机成本低,结构简单,启动转矩大,调速范围宽,控制*,需要维护,但维护方便(换碳刷),会产生电磁干扰,对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。
直流伺服电机还包括直流无刷伺服电机——电机体积小,重量轻,出力大,响应快,速度高,惯量小,转动平滑,力矩稳定,电机功率有局限做不大。*实现智能化,其电子换相方式灵活,可以方波换相或正弦波换相。电机免维护不存在碳刷损耗的情况,效率很高,运行温度低噪音小,电磁辐射很小,长寿命,可用于各种环境。
分类编辑
直流伺服电机分为有刷和无刷电机。有刷直流伺服电机——电机成本低,结构简单,启动转矩大,调速范围宽,控制*,需要维护,但维护方便(换碳刷),会产生电磁干扰,对环境有要求。因此它不可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。
无刷直流伺服电机——电机体积小,重量轻,出力大,响应快,速度高,惯量小,转动平滑,力矩稳定。*实现智能化,其电子换相方式灵活,可以方波换相或正弦波换相。电机免维护不存在碳刷损耗的情况,效率很高,运行温度低噪音小,电磁辐射很小,长寿命,可用于各种环境。 [1]
种类编辑
按电机惯量大小可分为:
1、小惯量直流电机——印刷电路板的自动钻孔机
2、中惯量直流电机(宽调速直流电机)——数控机床的进给系统
3、大惯量直流电机——数控机床的主轴电机
4、特种形式的低惯量直流电机
基本特性编辑
1、机械特性 在输入的电枢电压Ua保持不变时,电机的转速n随电磁转矩M变化而变化的规律,称直流电机的机械特性。
2、调节特性 直流电机在一定的电磁转矩M(或负载转矩)下电机的稳态转速n随电枢的控制电压Ua变化而变化的规律,被称为直流电机的调节特性。
3、动态特性 从原来的稳定状态到新的稳定状态,存在一个过渡过程,这就是直流电机的动态特性。
常见用途编辑
1、各类数字控制系统中的执行机构驱动。
2、需要精确控制恒定转速或需要精确控制转速变化曲线的动力驱动。
直流减速电机,即齿轮减速电机,是在普通直流电机的基础上,加上配套齿轮减速箱。齿轮减速箱的作用是,提供较低的转速,较大的力矩。同时,齿轮箱不同的减速比可以提供不同的转速和力矩。这大大提高了,直流电机在自动化行业中的使用率。减速电机是指减速机和电机(马达)的集成体。这种集成体通常也可称为齿轮马达或齿轮电机。通常由专业的减速机生产厂进行集成组装好后成套供货。减速电机广泛应用于钢铁行业、机械行业等。使用减速电机的优点是简化设计、节省空间。
目录
1 减速电机概述
2 减速电机分类
3 主要部件
减速电机概述编辑
直流减速电机在机电行业是比较常见的微型减速电机,但是目前对于减速电机的性能和材料以及厂家如何选择材料等比较专业的知识了解应该不太多,而且不是一两天能明白的,主要从:考虑磁场性质,考虑各种齿轮减速电机对冲片铁心磁导率的方向性和均匀性冷轧,考虑减速电机铁心工作磁密度高低,考虑铁心损耗大小等几个方面入手,但是对于国外的高技术含量的减速机对材料结构设计上的选择,了解还不深,所以以上都是国产直流减速电机的一些知识。
1、减速电机结合**技术要求制造,具有很高的科技含量。
2、节省空间,可靠耐用,承受过载能力高,功率可达95KW以上。
3、能耗低,性能优越,减速机效率高达95%以上。
4、振动小,噪音低,节能高,选用优质段钢材料,钢性铸铁箱体,齿轮表面经过高频热处理。
5、经过精密加工,确保定位精度,这一切构成了齿轮传动总成的齿轮减速电机配置了各类电机,形成了机电一体化,完全**了产品使用质量特征。
6、产品采用了系列化、模块化的设计思想,有广泛的适应性,本系列产品有较其多的电机组合、安装位置和结构方案,可按实际需要选择任意转速和各种结构形式。
减速电机分类编辑
1、大功率齿轮减速电机。
2、同轴式斜齿轮减速电机。
3、平行轴斜齿轮减速电机。
4、螺旋锥齿轮减速电机。
5、YCJ系列齿轮减速电机减速电机广泛应用于冶金、矿山、起重、运输、水泥、建筑、化工、纺织、印染、制药等各种通用机械设备的减速传动机构。
主要部件编辑
减速机部分: [1]
据类型不同会有较大差距,主要有齿轮,轴承,蜗轮,蜗杆等。
电机部分:
定子:1、主磁较,2、换向较,3、机座,4、电刷装置
转子:1、电枢铁心,2、电枢绕组,3、换向器,4、转轴
一是与传统径向磁场结构设计相比,采用了轴向磁场结构设计,大幅度提高功率密度和转矩体积比。二是采用新型绕制工艺、高压精密压铸成型及高分子材料,有效降低绕组铜损。三是不使用硅钢片作为定、转子铁芯材料,消除了磁阻尼及铁损,降低了驱动功率,减少了铁损发热源。
无铁芯电机功率涵盖1KW-5500KW,可应用于量大面广的风机、水泵、压缩机等通用设备,还可用在电动汽车、风力发电、数控机床、油田控油机、移动电站等领域。
简介编辑
该图直线电机明确显示动子(forcer,rotor)的内部绕组.磁鉄和磁轨.动子是用环氧材料把线圈压成的。而且,磁轨是把磁铁固定在钢上。
直线电机经常简单描述为旋转电机被展平,而工作原理相同。动子(forcer,rotor) 是用环氧材料把线圈压缩在一起制成的;磁轨是把磁铁(通常是高能量的稀土磁铁)固定在钢上。电机的动子包括线圈绕组,霍尔元件电路板,电热调节器(温度传感器监控温度)和电子接口。在旋转电机中,动子和定子需要旋转轴承支撑动子以**相对运动部分的气隙(air gap)。同样的,直线电机需要直线导轨来保持动子在磁轨产生的磁场中的位置。和旋转伺服电机的编码器安装在轴上反馈位置一样,直线电机需要反馈直线位置的反馈装置--直线编码器,它可以直接测量负载的位置从而提高负载的位置精度。
直线电机的控制和旋转电机一样。像无刷旋转电机,动子和定子无机械连接(无刷),不像旋转电机的方面,动子旋转和定子位置保持固定,直线电机系统可以是磁轨动或推力线圈动(大部分定位系统应用是磁轨固定,推力线圈动)。用推力线圈运动的电机,推力线圈的重量和负载比很小。然而,需要高柔性线缆及其管理系统。用磁轨运动的电机,不仅要承受负载,还要承受磁轨质量,但*线缆管理系统。
相似的机电原理用在直线和旋转电机上。相同的电磁力在旋转电机上产生力矩在直线电机产生直线推力作用。因此,直线电机使用和旋转电机相同的控制和可编程配置。直线电机的形状可以是平板式和U 型槽式,和管式.哪种构造较适合要看实际应用的规格要求和工作环境。
原理编辑
由定子演变而来的一侧称为初级,由转子演变而来的一侧称为次级。在实际应用时,将初级和次级制造成不同的长度,以**在所需行程范围内初级与次级之间的耦合保持不变。直线电机可以是短初级长次级,也可以是长初级短次级。考虑到制造成本、运行费用,以直线感应电动机为例:当初级绕组通入交流电源时,便在气隙中产生行波磁场,次级在行波磁场切割下,将感应出电动势并产生电流,该电流与气隙中的磁场相作用就产生电磁推力。如果初级固定,则次级在推力作用下做直线运动;反之,则初级做直线运动。直线电机的驱动控制技术一个直线电机应用系统不仅要有性能良好的直线电机,还必须具有能在安全可靠的条件下实现技术与经济要求的控制系统。随着自动控制技术与微计算机技术的发展,直线电机的控制方法越来越多。
对直线电机控制技术的研究基本上可以分为三个方面:一是传统控制技术,二是现代控制技术,三是智能控制技术。传统的控制技术如PID反馈控制、解耦控制等在交流伺服系统中得到了广泛的应用。其中PID控制蕴涵动态控制过程中的信息,具有较强的鲁棒性,是交流伺服电机驱动系统中较基本的控制方式。为了提高控制效果,往往采用解耦控制和矢量控制技术。在对象模型确定、不变化且是线性的以及操作条件、运行环境是确定不变的条件下,采用传统控制技术是简单有效的。但是在高精度微进给的高性能场合,就必须考虑对象结构与参数的变化。各种非线性的影响,运行环境的改变及环境干扰等时变和不确定因素,才能得到满意的控制效果。因此,现代控制技术在直线伺服电机控制的研究中引起了很大的重视。常用控制方法有:自适应控制、滑模变结构控制、鲁棒控制及智能控制。主要是将模糊逻辑、神经网络与PID、H∞控制等现有的成熟的控制方法相结合,取长补短,以获得更好的控制性能。
应用编辑
直线电机可以认为是旋转电机在结构方面的一种变形,它可以看作是一台旋转电机沿其径向剖开,然后拉平演变而成。随着自动控制技术和微型计算机的高速发展,对各类自动控制系统的定位精度提出了更高的要求,在这种情况下,传统的旋转电机再加上一套变换机构组成的直线运动驱动装置,已经远不能满足现代控制系统的要求,为此,世界许多国家都在研究、发展和应用直线电机,使得直线电机的应用领域越来越广。
直线电机与旋转电机相比,主要有如下几个特点:一是结构简单,由于直线电机不需要把旋转运动变成直线运动的附加装置,因而使得系统本身的结构大为简化,重量和体积大大地下降;二是定位精度高,在需要直线运动的地方,直线电机可以实现直接传动,因而可以消除中间环节所带来的各种定位误差,故定位精度高,如采用微机控制,则还可以大大地提高整个系统的定位精度;三是反应速度快、灵敏度高,随动性好。直线电机*做到其动子用磁悬浮支撑,因而使得动子和定子之间始终保持一定的气隙而不接触,这就消除了定、动子间的接触摩擦阻力,因而大大地提高了系统的灵敏度、快速性和随动性;四是工作安全可靠、寿命长。直线电机可以实现无接触传递力,机械摩擦损耗几乎为零,所以故障少,免维修,因而工作安全可靠、寿命长。
直线电机主要应用于三个方面:一是应用于自动控制系统,这类应用场合比较多;其次是作为长期连续运行的驱动电机;三是应用在需要短时间、短距离内提供巨大的直线运动能的装置中。
高速磁悬浮列车 磁悬浮列车是直线电机实际应用的较典型的例子,美、英、日、法、德、加拿大等国都在研制直线悬浮列车,其中日本进展较快。
直线电机驱动的电梯 世界上*一台使用直线电机驱动的电梯是1990年4月安装于日本东京都丰岛区万世大楼,该电梯载重600kg,速度为105m/min,提升高度为22.9m。由于直线电机驱动的电梯没有曳引机组,因而建筑物**的机房可省略。如果建筑物的高度增至1000米左右,就必须使用无钢丝绳电梯,这种电梯采用高温**导技术的直线电机驱动,线圈装在井道中,轿厢外装有高性能永磁材料,就如磁悬浮列车一样,采用无线电波或光控技术控制。
**高速电动机 在旋转**过某一较**,采用滚动轴承的电动机就会产生烧结、损坏现象,国外研制了一种直线悬浮电动机(电磁轴承),采用悬浮技术使电机的动子悬浮在空中,消除了动子和定子之间的机械接触和摩擦阻力,其转速可达25000~100000r/min以上,因而在高速电动机和高速主轴部件上得到广泛的应用。如日本安川公司新近研制的多工序自动数控车床用5轴可控式电磁高速主轴采用两个径向电磁轴承和一个轴向推力电磁轴承,可在任意方向上承受机床的负载。在轴的中间,除配有高速电动机以外,还配有与多工序自动数控车床相适应的工具自动交换机构。
分类编辑
圆柱形
圆柱形动磁体直线电机动子是圆柱形结构。沿固定着磁场的圆柱体运动。这种电机是较初发现的商业应用但是不能使用于要求节省空间的平板式和U 型槽式直线电机的场合。圆柱形动磁体直线电机的磁路与动磁执行器相似。区别在于线圈可以复制以增加行程。典型的线圈绕组是三相组成的,使用霍尔装置实现无刷换相。推力线圈是圆柱形的,沿磁棒上下运动。这种结构不适合对磁通泄漏敏感的应用。必须小心操作**手指不卡在磁棒和有吸引力的侧面之间。
管状直线电机设计的一个潜在的问题出现在,当行程增加,由于电机是完全圆柱的而且沿着磁棒上下运动,一的支撑点在两端。**磁棒的径向偏差不至于导致磁体接触推力线圈的长度总会有限制。
U型槽式
U 型槽式直线电机有两个介于金属板之间且都对着线圈动子的平行磁轨。动子由导轨系统支撑在两磁轨中间。动子是非钢的,意味着无吸力且在磁轨和推力线圈之间无干扰力产生。非钢线圈装配具有惯量小,允许非常高的加速度。线圈一般是三相的,无刷换相。可以用空气冷却法冷却电机来获得性能的增强。也有采用水冷方式的。这种设计可以较好地减少磁通泄露因为磁体面对面安装在U形导槽里。这种设计也较小化了强大的磁力吸引带来的伤害。
这种设计的磁轨允许组合以增加行程长度,只局限于线缆管理系统可操作的长度,编码器的长度,和机械构造的大而平的结构的能力。
平板
有三种类型的平板式直线电机(均为无刷):无槽无铁芯,无槽有铁芯和有槽有铁芯。选择时需要根据对应用要求的理解。
无槽无铁芯平板电机是一系列coils安装在一个铝板上。由于FOCER 没有铁芯,电机没有吸力和接头效应(与U形槽电机同)。该设计在一定某些应用中有助于延长轴承寿命。动子可以从上面或侧面安装以适合大多数应用。这种电机对要求控制速度平稳的应用是理想的。如扫描应用,但是平板磁轨设计产生的推力输出较低。通常,平板磁轨具有高的磁通泄露。所以需要谨慎操作以防操作者受他们之间和其他被吸材料之间的磁力吸引而受到伤害。
无槽有铁芯:无槽有铁芯平板电机结构上和无槽无铁芯电机相似。除了铁芯安装在钢叠片结构然后再安装到铝背板上,铁叠片结构用在指引磁场和增加推力。磁轨和动子之间产生的吸力和电机产生的推力成正比,叠片结构导致接头力产生。把动子安装到磁轨上时必须小心以免他们之间的吸力造成伤害。无槽有铁芯比无槽无铁芯电机有更大的推力。
有槽有铁芯:这种类型的直线电机,铁心线圈被放进一个钢结构里以产生铁芯线圈单元。铁芯有效增强电机的推力输出通过聚焦线圈产生的磁场。铁芯电枢和磁轨之间强大的吸引力可以被预先用作气浮轴承系统的预加载荷。这些力会增加轴承的磨损,磁铁的相位差可减少接头力。
特点编辑
在实用的和买得起的直线电机出现以前,所有直线运动不得不从旋转机械通过使用滚珠或滚柱丝杠或带或滑轮转换而来。对许多应用,如遇到大负载而且驱动轴是竖直面的。这些方法仍然是较好的。然而,直线电机比机械系统比有很多*特的优势,如非常高速和非常低速,高加速度,几乎零维护(无接触零件),高精度,无空回。完成直线运动只需电机*齿轮,联轴器或滑轮,对很多应用来说很有意义的,把那些不必要的,减低性能和缩短机械寿命的零件去掉了。
优点编辑
(1)结构简单。管型直线电机不需要经过中间转换机构而直接产生直线运动,使结构大大简化,运动惯量减少,动态响应性能和定位精度大大提高;同时也提高了可靠性,节约了成本,使制造和维护更加简便。它的初次级可以直接成为机构的一部分,这种*特的结合使得这种优势进一步体现出来。
(2)适合高速直线运动。因为不存在离心力的约束,普通材料亦可以达到较高的速度。而且如果初、次级间用气垫或磁垫保存间隙,运动时无机械接触,因而运动部分也就无摩擦和噪声。这样,传动零部件没有磨损,可大大减小机械损耗,避免拖缆、钢索、齿轮与皮带轮等所造成的噪声,从而提高整体效率。
(3)初级绕组利用率高。在管型直线感应电机中,初级绕组是饼式的,没有端部绕组,因而绕组利用率高。
(4)无横向边缘效应。横向效应是指由于横向开断造成的边界处磁场的削弱,而圆筒型直线电机横向无开断,所以磁场沿周向均匀分布。
(5)*克服单边磁拉力问题。径向拉力互相抵消,基本不存在单边磁拉力的问题。
(6)易于调节和控制。通过调节电压或频率,或更换次级材料,可以得到不同的速度、电磁推力,适用于低速往复运行场合。
(7)适应性强。直线电机的初级铁芯可以用环氧树脂封成整体,具有较好的防腐、防潮性能,便于在潮湿、粉尘和有害气体的环境中使用;而且可以设计成多种结构,满足不同情况的需要。
(8)高加速度。这是直线电机驱动,相比其他丝杠、同步带和齿轮齿条驱动的一个显着优势。 [1]
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德国bender(本德尔)公司是专业从事低压系统漏电保护技术的专业厂商。自从1939年公司创始人瓦特尔·本德尔先生发明了*一台绝缘监视仪,今天,BENDER公司仍然在对低压不接地系统、接地系统和电阻接地系统的绝缘监视和漏电保护技术方面保持着世界良好水平。
下面小编就BENDER系列产品中的电流互感器给大家做个详细介绍:
**的测量技术要求高品质的电流互感器。产品组件包括用于负载电流(工作电流)和剩余电流(RCM)的电流互感器。不同的设计涵盖了各种设备情况和计量要求,并能进行改型。
交直流敏感型测量电流互感器使用特殊的测量方法,能同时检测不同频率的交流和直流电流。
W…/W…-8000 系列
W...和W...-8000系列高敏测量电流互感器能够测量交流电流并且转换成 评估测量信号,结合RCM系列剩余电流互感器以及RCMS系列剩余电流监视系统。
此外,测量电流互感器可以和绝缘故障定位系统(EDS)组合用于IT系统。它们被设计通过触发PGH故障电流发射器或绝缘监视仪 ISOMeter? IRDH测量测试电流。与EDS系列绝缘故障定位系统组合,测试电流被转换成评估信号。
通过双线电缆,连接到相应的设备
W…AB(P) 系列
W...-AB系列测量电流互感器可与RCMA420组合使用。RCMS460/423 490系列转换交流和直流电流到评估测量信号。通过一个五芯或六芯电缆连接到相应的设备。电流互感器可以用于交流、直流和三相交流系统。如果测量电流互感器连接到RCMS460/490系统,每6个测量电流互感器需要1台AN420或AN110。
W35ABP和W60ABP系列测量电流互感器集成了屏蔽层
W0-S20…W5-S210, W10/600
高灵敏W0-S20…W5-S210系列测量电流互感器能够把高达100A的剩余电流转换成评估RCM或EDS信号。 电流互感器通过2根电线连接到相应的评估仪。取决于所使用的连接引线,电流互感器和评估仪之间的距离较大可达40米。
应注意的是,所有穿过电流互感器的载流导线没有屏蔽。
不要通过测量电流互感器规划PE线路径。
WS50x80S…WS80x160S
高灵敏中空可拆型测量电流互感器WS… 系列可以转换10 mA…100 A的剩余电流到可评估的RCM或EDS信号,并且可以在预防断电的地方对现有的电气装置进行改造。通过2根线,连接电流互感器到相应的评估设备。取决于所使用的连接引线,电流互感器和评估仪之间的距离较大可达40米。
确保所有的带电导线都穿过测量电流互感器,并且这些导线没有屏蔽。
不要通过测量电流互感器规划PE线路径!
WR70x175S(P)…WR200x500S(P)
高灵敏矩形测量电流互感器WR…S系列,结合RCM和RCMS剩余电流监视仪和评估仪,可以转换交流电流成评估测量信号。
此外,测量电流互感器可以与绝缘故障定位系统(EDS)组合应用于IT系统。他们被设计通过PGH故障定位电流发射器或WR…SP系列测量电流互感器的特点是集成了筛查功能。当被监视系统出现高负载电流或涌流时,筛查功能目的是避免连接的RCM或EDS设备误跳闸。WR…SP系列测量电流互感器尤其适用于母线系统以及负载电流≥ 500 A的系统。
通过2根电缆连接到相关的设备
WS…/WS…-8000 系列
WS... 和WS...-8000系列可拆卸测量电流互感器可以监视使用联锁旋钮打开的封闭导体。便于现有设备的改造。
WS... 和WS...-8000系列测量电流互感器是可拆卸的高敏测量电流互感器,可以与RCM系列剩余电流监视仪和RCMS系列剩余电流监视仪系统组合使用,转换直流电流到评估测量信号。
此外,测量电流互感器可以和绝缘故障定位系统(EDS)组合用于IT系统。它们被设计通过触发PGH故障电流发射器或绝缘监视仪 ISOMETER? IRDH测量测试电流。与EDS系列绝缘故障定位系统组合,测试电流被转换成评估信号。
通过双线电缆,连接到相应的设备。
WF… 系列
柔性测量电流互感器 WF...系列是高敏测量电流互感器,可以与RCMS系列剩余电流监视仪系统组合使用测量交流电流并且转换直流电流到评估测量信号。
包括柔性测量电流互感器W...F和RCC420信号转换器。
通过双线电缆,连接到相应的设备
测量电流互感器
所有的PEM测量设备可以与标准测量电流互感器一起工作 (1 A or 5 A)。需要确认使用的测量设备和测量电流 互感器的精度等级至少要0.5S或更高。本德尔提供测量电流互感器的选择,它们适用于电能质量和测量设备。
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SIEMENS伺服电动机定子的构造基本上与电容分相式单相异步电动机相似.其定子上装有两个位置互差90°的绕组,一个是励磁绕组Rf,它始终接在交流电压Uf上;另一个是控制绕组L,联接控制信号电压Uc。
在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补助马达间接变速装置。西门子伺服电机是可以连续旋转的电-机械转换器。作为液压阀控制器的西门子伺服电机,属于功率很小的微特电机,以永磁式直流西门子伺服电机和并激式直流西门子伺服电机zui为常用。
什么是西门子伺服电机?
西门子伺服电机:是在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补助马达间接变速装置。西门子伺服电机是可以连续旋转的电-机械转换器。作为液压阀控制器的西门子伺服电机,属于功率很小的微特电机,以永磁式直流西门子伺服电机和并激式直流西门子伺服电机zui为常用。
西门子伺服电机的作用:西门子伺服电机可使控制速度,位置精度非常准确。
西门子伺服电机的分类:直流西门子伺服电机和交流西门子伺服电机。
直流西门子伺服电机的输出转速与输入电压成正比,并能实现正反向速度控制。具有起动转矩大,调速范围宽,机械特性和调节特性的线性度好,控制方便等优点,但换向电刷的磨损和易产生火花会影响其使用寿命。近年来出现的无刷直流西门子伺服电机避免了电刷摩擦和换向干扰,因此灵敏度高,死区小,噪声低,寿命长,对周围电子设备干扰小。
直流西门子伺服电机的输出转速/输入电压的传递函数可近似视为一阶迟后环节,其机电时间常数一般大约在十几毫秒到几十毫秒之间。而某些低惯量直流西门子伺服电机(如空心杯转子型、印刷绕组型、无槽型)的时间常数仅为几毫秒到二十毫秒。
小功率规格的直流西门子伺服电机的额定转速在3000r/min以上,甚至大于10000r/min。因此作为液压阀的控制器需配用高速比的减速器。而直流力矩西门子伺服电机(即低速直流西门子伺服电机)可在几十转/分的低速下,甚至在长期堵转的条件下工作,故可直接驱动被控件而不需减速。
直流西门子伺服电机分为有刷和无刷电机。
有刷电机成本低,结构简单,启动转矩大,调速范围宽,控制*,需要维护,但维护方便(换碳刷),产生电磁干扰,对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。
无刷电机体积小,重量轻,出力大,响应快,速度高,惯量小,转动平滑,力矩稳定。控制复杂,*实现智能化,其电子换相方式灵活,可以方波换相或正弦波换相。电机免维护,效率很高,运行温度低,电磁辐射很小,长寿命,可用于各种环境。
交流西门子伺服电机也是无刷电机,分为同步和异步电机,目前运动控制中一般都用同步电机,它的功率范围大,可以做到很大的功率。大惯量,zui高转动速度低,且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。
交流西门子伺服电机的工作原理
西门子伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度。西门子伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。
交流西门子伺服电机和无刷直流西门子伺服电机在功能上有什么区别?
交流伺服要好一些,因为是正弦波控制,转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单,*。
永磁交流伺服电动机
20世纪80年代以来,随着集成电路、电力电子技术和交流可变速驱动技术的发展,永磁交流伺服驱动技术有了**的发展,各国着名电气厂商相继推出各自的交流伺服电动机和伺服驱动器系列产品并不断完善和更新。交流伺服系统已成为当代高性能伺服系统的主要发展方向,使原来的直流伺服面临被淘汰的危机。90年代以后,**已经商品化了的交流伺服系统是采用全数字控制的正弦波电动机伺服驱动。交流伺服驱动装置在传动领域的发展日新月异。永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较,主要优点有:
⑴无电刷和换向器,因此工作可靠,对维护和保养要求低。
⑵定子绕组散热比较方便。
⑶惯量小,易于提高系统的快速性。
⑷适应于高速大力矩工作状态。
⑸同功率下有较小的体积和重量。
步进电机和交流西门子伺服电机性能比较
步进电机是一种离散运动的装置,它和现代数字控制技术有着本质的。在目前国内的数字控制系统中,步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现,交流西门子伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势,运动控制系统*多采用步进电机或全数字式交流西门子伺服电机作为执行电动机。虽然两者在控制方式上相似(脉冲串和方向信号),但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。现就二者的使用性能作一比较。
一、控制精度不同
两相混合式步进电机步距角一般为3.6°、 1.8°,五相混合式步进电机步距角一般为0.72 °、0.36°。也有一些高性能的步进电机步距角更小。如四通公司生产的一种用于慢走丝机床的步进电机,其步距角为0.09°;德国百格拉公司(BERGER LAHR)生产的三相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°,兼容了两相和五相混合式步进电机的步距角。
交流西门子伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器**。以松下全数字式交流西门子伺服电机为例,对于带标准2500线编码器的电机而言,由于驱动器内部采用了四倍频技术,其脉冲当量为360°/10000=0.036°。对于带17位编码器的电机而言,驱动器每接收217=131072个脉冲电机转一圈,即其脉冲当量为360°/131072=9.89秒。是步距角为1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。
二、低频特性不同
步进电机在低速时易出现低频振动现象。振动频率与负载情况和驱动器性能有关,一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当步进电机工作在低速时,一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象,比如在电机上加阻尼器,或驱动器上采用细分技术等。
交流西门子伺服电机运转非常平稳,即使在低速时也不会出现振动现象。交流伺服系统具有共振抑制功能,可涵盖机械的刚性不足,并且系统内部具有频率解析机能(FFT),可检测出机械的共振点,便于系统调整。
三、矩频特性不同
步进电机的输出力矩随转速升高而下降,且在较高转速时会急剧下降,所以其zui高工作转速一般在300~600RPM。交流西门子伺服电机为恒力矩输出,即在其额定转速(一般为2000RPM或3000RPM)以内,都能输出额定转矩,在额定转速以上为恒功率输出。
四、过载能力不同
步进电机一般不具有过载能力。交流西门子伺服电机具有较强的过载能力。以松下交流伺服系统为例,它具有速度过载和转矩过载能力。其zui大转矩为额定转矩的三倍,可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。步进电机因为没有这种过载能力,在选型时为了克服这种惯性力矩,往往需要选取较大转矩的电机,而机器在正常工作期间又不需要那么大的转矩,便出现了力矩浪费的现象。
五、运行性能不同
步进电机的控制为开环控制,启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象,停止时转速过高易出现过冲的现象,所以为**其控制精度,应处理好升、降速问题。交流伺服驱动系统为闭环控制,驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样,内部构成位置环和速度环,一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象,控制性能更为可靠。
六、速度响应性能不同
步进电机从静止加速到工作转速(一般为每分钟几百转)需要200~400毫秒。交流伺服系统的加速性能较好,以松下MSMA 400W交流西门子伺服电机为例,从静止加速到其额定转速3000RPM仅需几毫秒,可用于要求快速启停的控制场合。
综上所述,交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机。但在一些要求不高的场合也经常用步进电机来做执行电动机。所以,在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、成本等多方面的因素,选用适当的控制电机。
交流西门子伺服电机原理。
交流伺服电动机定子的构造基本上与电容分相式单相异步电动机相似,其定子上装有两个位置互差90°的绕组,一个是励磁绕组Rf,它始终接在交流电压Uf上;另一个是控制绕组L,联接控制信号电压Uc。所以交流伺服电动机又称两个伺服电动机。
交流伺服电动机的转子通常做成鼠笼式,但为了使伺服电动机具有较宽的调速范围、线性的机械特性,无“自转”现象和快速响应的性能,它与普通电动机相比,应具有转子电阻大和转动惯量小这两个特点。目前应用较多的转子结构有两种形式:一种是采用高电阻率的导电材料做成的高电阻率导条的鼠笼转子,为了减小转子的转动惯量,转子做得细长;另一种是采用铝合金制成的空心杯形转子,杯壁很薄,仅0.2-0.3mm,为了减小磁路的磁阻,要在空心杯形转子内放置固定的内定子,空心杯形转子的转动惯量很小,反应*。
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