变频长轴电机
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面议
现代工业设备应用中在应用场合随着伺服电机技术的发展,从高扭矩密度乃至于高功率密度,使转速的提升高过3000rpm,由于转速的提升,使得伺服电机的功率密度大幅提升。这意味着伺服电机是否需要搭配减速机,其决定因素主要是从应用的需求上及成本的考虑来审视。以下应用场合搭配伺服行星减速机。
1、重负何:对负载做移动并要求精密定位时便有此需要。一般像是航空、卫星、医疗、军事科技、晶圆设备、机器人等自动化设备。他们的共同特征在于将负载移动所需的扭矩往往远超过伺服电机本身的扭矩容量。而透过减速机来做伺服电机输出扭矩的提升,便可有效解决这个问题。
2、提升扭矩:输出扭矩提升的方式,可能采用直接增大伺服电机的输出扭矩方式,但这种方式不但使用昂贵大功率的伺服电机,电机还要有更强壮的结构,扭矩的增大正比于控制电流的增大,此时采用比较大的驱动器,功率电子组件和相关机电设备规格的增大,又会使控制系统的成本大幅增加。
3、提高使用性能:据了解,负载惯量的不当匹配,是伺服控制不稳定的大原因之一。对于大的负载惯量,可以利用减速比的平方反比来调配佳的等效负载惯量,以获得佳的控制响应。所以从这个角度来看,行星减速机为伺服应用的控制响应的佳匹配。
4、降低设备成本: 从成本观点,假设0.4KW的AC伺服电机搭配驱动器,需耗费一单位设备成本,以5KW的AC伺服电机搭配伺服驱动器耗费15单位成本,但是若采用0.4KW伺服电机与驱动器,搭配一组减速机就能够达到前述耗费15个单位成本才能完成的事,在操作成本上节省50%以上。
因此使用者依其加工需求不同,决定选用的行星齿轮减速机产品。一般而言,在机台运转上有低速、高扭矩、高功率密度场合需求,绝大部分采用行星齿轮减速机。
使用低损失的GaN功率半导体,即使高频驱动,也能降低驱动器部和电机部的损失,提高输入输出效率。
伺服系统的小型化采用高放热结构,使驱动器部小型化,实现内置于伺服电机的结构。增加外部轴也不需要增加驱动器。
另外,在多轴伺服系统中,控制柜内的数台伺服驱动器部只需一台逆变器,能够实现控制柜的小型化。
省配线电源为多点连接,指令为基于MECHATROLINK-Ⅲ的星型链接,减少了配线数量,并减少了配线所需空间。
静音化以超过可听频率的高频波驱动,降低电机发出的高频噪音。
节能化通过直流母线可以一并连接数台设备,在使用数台伺服电机的多轴系统中,再生能量可供其他驱动器内置型伺服电机使用。
防水结构驱动器部和电机部一样,都采用防水结构(IP67),和防水连接器组合使用,可用于有水的环境。
注:逆变器多可连接8台驱动器内置型伺服电机。(因电缆长度,逆变器容量而不同)
伺服电机选型
和步进电机的性能比较,步进电机作为一种开环控制的系统,和现代数字控制技术有着本质的联系。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,运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流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 1.8°、0.9°,五相混合式步进电机步距角一般为0.72 °、0.36°。也有一些的步进电机通过细分后步距角更小。
伺服电机(servomotor)是指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。伺服电机可使控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象
一、伺服电机油和水的保护
A:伺服电机可以用在会受水或油滴侵袭的场所,但是它不是全防水或防油的。因此,伺服电机不应当放置或使用在水中或油侵的环境中。
B:如果伺服电机连接到一个减速齿轮,使用伺服电机时应当加油封,以防止减速齿轮的油进入伺服电机
C:伺服电机的电缆不要浸没在油或水中。
二、伺服电机电缆→减轻应力
A:确保电缆不因外部弯曲力或自身重量而受到力矩或垂直负荷,尤其是在电缆出口处或连接处。 B:在伺服电机移动的情况下,应把电缆(就是随电机配置的那根)牢固地固定到一个静止的部分(相对电机),并且应当用一个装在电缆支座里的附加电缆来它,这样弯曲应力可以减到小。 C:电缆的弯头半径做到尽可能大。
三、伺服电机允许的轴端负载
A:确保在安装和运转时加到伺服电机轴上的径向和轴向负载控制在定值以内。
B:在安装一个刚性联轴器时要格外小心,特别是过度的弯曲负载可能导致轴端和轴承的损坏或磨损
C:好用柔性联轴器,以便使径向负载低于允许值,此物是专为高机械强度的伺服电机设计的。
D:关于允许轴负载,请参阅“允许的轴负荷表”(使用说明书)。
四、伺服电机安装注意
A:在安装/拆卸耦合部件到伺服电机轴端时,不要用锤子直接敲打轴端。(锤子直接敲打轴端,伺服电机轴另一端的编码器要被敲坏)
B:竭力使轴端对齐到佳状态(对不好可能导致振动或轴承损坏)。
伺服电机的电压与转速关系
伺服电机的电压:
1)不管是直流伺服还是交流伺服电机;
2)高速时,转速和电压成正比;
3)在低速时,电压要低于速度的下降;
4)速度为零时,电压不为零;
5)简单说,电压随速度变化;
6)电压=反电势+电枢电压降
采用无刷伺服电机,该电机引进德国技术,特创新的结构设计,低速牵引力大、稳定性高,定位。
伺服电机产品特点:
高转速/惯量比,高达25000Nm/kgm2;
动态响应快,时间常数小于20ms;
调速范围广,反馈达1000:1;
稳速精度达0.5%;
过载能力大2Mn/30s,35Mn/10s;
体积小,重量轻,仅为交流电机的1/3;
静音式,低噪音仅为45dB(A);
IP65的防护等级,采用F级绝缘结构。
工作环境:
(工业级)
1.海拔不超过1000m。
2.环境空气湿度随季节而变化,但不超过+40°C。
3.湿月,月平均高相对温度为90%;同时该月,月平均低温度不25°C。
(级)
1.海拔不超过5500m。
2.环境空气湿度:工作(-40°C——+55°C)贮存(-55°C——+70°C)。
3.相对湿度:(95±3)%。