使用低損失的GaN功率半導(dǎo)體,即使高頻驅(qū)動,也能降低驅(qū)動器部和電機部的損失,提高輸入輸出效率。
伺服系統(tǒng)的小型化采用高放熱結(jié)構(gòu),使驅(qū)動器部小型化,實現(xiàn)內(nèi)置于伺服電機的結(jié)構(gòu)。增加外部軸也不需要增加驅(qū)動器。
另外,在多軸伺服系統(tǒng)中,控制柜內(nèi)的數(shù)臺伺服驅(qū)動器部只需一臺逆變器,能夠?qū)崿F(xiàn)控制柜的小型化。
省配線電源為多點連接,指令為基于MECHATROLINK-Ⅲ的星型鏈接,減少了配線數(shù)量,并減少了配線所需空間。
靜音化以超過可聽頻率的高頻波驅(qū)動,降低電機發(fā)出的高頻噪音。
節(jié)能化通過直流母線可以一并連接數(shù)臺設(shè)備,在使用數(shù)臺伺服電機的多軸系統(tǒng)中,再生能量可供其他驅(qū)動器內(nèi)置型伺服電機使用。
防水結(jié)構(gòu)驅(qū)動器部和電機部一樣,都采用防水結(jié)構(gòu)(IP67),和防水連接器組合使用,可用于有水的環(huán)境。
注:逆變器多可連接8臺驅(qū)動器內(nèi)置型伺服電機。(因電纜長度,逆變器容量而不同)
直流伺服電機分為有刷和無刷電機。
有刷電機成本低,結(jié)構(gòu)簡單,啟動轉(zhuǎn)矩大,調(diào)速范圍寬,控制容易,需要維護,但維護方便(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)和民用場合。
無刷電機體積小,重量輕,出力大,響應(yīng)快,速度高,慣量小,轉(zhuǎn)動平滑,力矩穩(wěn)定??刂茝?fù)雜,容易實現(xiàn)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,命,可用于各種環(huán)境。
交流伺服電機也是無刷電機,分為同步和異步電機,目前運動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,高轉(zhuǎn)動速度低,且隨著功率增大而快速降低。因而適合做低速平穩(wěn)運行的應(yīng)用。
伺服電機(servomotor)是指在伺服系統(tǒng)中控制機械元件運轉(zhuǎn)的發(fā)動機,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(zhǔn)確,可以將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動控制對象
一、伺服電機油和水的保護
A:伺服電機可以用在會受水或油滴侵襲的場所,但是它不是全防水或防油的。因此,伺服電機不應(yīng)當(dāng)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減速齒輪,使用伺服電機時應(yīng)當(dāng)加油封,以防止減速齒輪的油進入伺服電機
C:伺服電機的電纜不要浸沒在油或水中。
二、伺服電機電纜→減輕應(yīng)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:在伺服電機移動的情況下,應(yīng)把電纜(就是隨電機配置的那根)牢固地固定到一個靜止的部分(相對電機),并且應(yīng)當(dāng)用一個裝在電纜支座里的附加電纜來它,這樣彎曲應(yīng)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(zhuǎn)時加到伺服電機軸上的徑向和軸向負載控制在定值以內(nèi)。
B:在安裝一個剛性聯(lián)軸器時要格外小心,特別是過度的彎曲負載可能導(dǎo)致軸端和軸承的損壞或磨損
C:好用柔性聯(lián)軸器,以便使徑向負載低于允許值,此物是專為高機械強度的伺服電機設(shè)計的。
D:關(guān)于允許軸負載,請參閱“允許的軸負荷表”(使用說明書)。
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,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:竭力使軸端對齊到佳狀態(tài)(對不好可能導(dǎo)致振動或軸承損壞)。
伺服電機的電壓與轉(zhuǎn)速關(guān)系
伺服電機的電壓:
1)不管是直流伺服還是交流伺服電機;
2)高速時,轉(zhuǎn)速和電壓成正比;
3)在低速時,電壓要低于速度的下降;
4)速度為零時,電壓不為零;
5)簡單說,電壓隨速度變化;
6)電壓=反電勢+電樞電壓降
伺服電機系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了由液壓到電氣的過程,電氣伺服系統(tǒng)根據(jù)所驅(qū)動電機類型分為直流(DC)伺服系統(tǒng)和交流(AC)伺服系統(tǒng)。交流伺服系統(tǒng)按其采用的驅(qū)動電機類型又可分為永磁同步(SM型)電機交流伺服系統(tǒng)和感應(yīng)式異步(IM型)電機交流伺服系統(tǒng)。
由于直流伺服電機存在機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜,維修工作量大包括電刷、換向器等則成為直流伺服驅(qū)動技術(shù)發(fā)展的瓶頸。隨著微處理技術(shù)、大功率電力電子技術(shù)的成熟和電機永磁材料的發(fā)展和成本降低,交流伺服系統(tǒng)得到長足發(fā)展并將逐步取代直流伺服系統(tǒng)。
交流伺服電機作為控制電機類精密部件,其市場需求將穩(wěn)步增長,近5年內(nèi)其應(yīng)用前景將十分看好。
型伺服電機的市場需求不可忽視
針對客戶具體單一應(yīng)用,由于其特殊的技術(shù)和成本指標(biāo),通用伺服產(chǎn)品(包括進口產(chǎn)品)很難達到要求,這就需要量身定制,在原有伺服電機驅(qū)動器中嵌入用戶特定的運動控制功能,可大大降低產(chǎn)品成本。這些典型行業(yè)客戶的數(shù)字伺服產(chǎn)品在紡織設(shè)備、印刷設(shè)備、電梯設(shè)備、機器人等行業(yè)已有成熟的應(yīng)用。
智能型伺服電機將得到廣泛應(yīng)用
在通用伺服驅(qū)動器的基礎(chǔ)上,附加一些PLC和運動控制功能,加上本身具備的網(wǎng)絡(luò)通信功能,形成一個立的單軸運動控制器,立完成一定的運動控制功能,如:點到點定位等,可廣泛用于自動化生產(chǎn)線等應(yīng)用領(lǐng)域。
近幾年,華中數(shù)控、數(shù)控、航天數(shù)控、中盛科技等的伺服驅(qū)動器及電機產(chǎn)品已相繼進入產(chǎn)業(yè)化階段,但還主要是集中在數(shù)控機床行業(yè),功率規(guī)格在400W以上,沒有針對整個自動化控制行業(yè)形成全系列規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。由于中國為制造業(yè)大國,除數(shù)控機床行業(yè)外,其他行業(yè)對各種規(guī)格伺服電機需求量逐年增長,為此,國外伺服電機生產(chǎn)廠商陸續(xù)計劃或已經(jīng)在國內(nèi)設(shè)置資工廠,利用本地和廉價勞動力,批量生產(chǎn)各種規(guī)格的通用型伺服電機產(chǎn)品。
國內(nèi)伺服電機的設(shè)計生產(chǎn)技術(shù)已趨于完善,目前主要是朝標(biāo)準(zhǔn)化,系列化,規(guī)?;较虬l(fā)展,只有一定規(guī)模才能有高可靠性和價格低廉而富有競爭力的產(chǎn)品。但國內(nèi)伺服電機的全數(shù)字驅(qū)動器技術(shù)還比較落后,主要局限于欠缺實用的電機數(shù)字控制算法和高可靠的功率模塊,這樣大大限制了國產(chǎn)伺服電機的推廣。
伺服電機是工業(yè)常用的機器設(shè)備,很多用戶不了解該如何選擇。松下伺服電機,按照通常的區(qū)分劃分為步進電機、直流有刷伺服電機、直流無刷伺服電機、交流伺服電機,隨著科技的日益進步,許多特種伺服電機應(yīng)運而生,比如壓電陶瓷電機、直線電機以及音圈電機,在這里我們主要講講通常意義下伺服電機的選擇。
伺服電機的選擇很大程度上取決于負載的物理特性,負載的工作特性、系統(tǒng)要求以及工作環(huán)境。一旦系統(tǒng)要求確定后,無論選擇何種形式的伺服電機,要考慮的是選擇多大的電機合適,考慮負載物理特性,包括負載扭矩、慣量等。在伺服電機中,通常以扭矩或者力來衡量電機大小,所以選電機要計算出折算到電機軸端負載扭矩或者力的大小。
計算出扭矩以后需要留出一部分余量,一般選擇電機連續(xù)扭矩=1.3倍負載扭矩,這樣能電機可靠的運行。除此外還需要計算折算到軸端負載慣量的大小,一般選擇負載慣量:電機轉(zhuǎn)子慣量5:1,以伺服系統(tǒng)響應(yīng)的快速性。如果出現(xiàn)電機和負載之間慣量,扭矩不匹配的情況,那么只能犧牲速度,在電機和負載間增加減速機了,這時你需要權(quán)衡。
用戶選擇好電機需要注意四點:
1、即電機的負載特性。
2、用戶實際需求。
3、電機特性。
4、工作環(huán)境。