RS330ER1027 盼樂電氣PARVEX電機(jī) RS330ER1027
- 公司名稱 盼樂(上海)電氣有限公司
- 品牌 SCHNEIDER/施耐德
- 型號(hào) RS330ER1027
- 產(chǎn)地 德國(guó)
- 廠商性質(zhì) 經(jīng)銷商
- 更新時(shí)間 2020/1/6 19:14:40
- 訪問(wèn)次數(shù) 1911
RS330ER1027Nr. 50414652PARVEX電機(jī)PARVEX 電機(jī)E 100 B盼樂電氣PARVEX
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盼樂(上海)電氣有限公司專業(yè)從事各種國(guó)外中工控自動(dòng)化產(chǎn)品的進(jìn)口貿(mào)易與工程服務(wù),主要經(jīng)營(yíng)來(lái)自歐洲、美國(guó)等國(guó)外的液壓產(chǎn)品、五金工具、儀器儀表以及各類工控產(chǎn)品,在國(guó)外擁有自己獨(dú)立的采購(gòu)渠道,源頭采購(gòu)。
經(jīng)過(guò)不懈努力,公司已與眾多較有名的機(jī)電行業(yè)*及多家國(guó)內(nèi)專業(yè)廠商密切合作,形成了一個(gè)穩(wěn)定而高效的化供應(yīng)鏈體系,以便能竭盡全力地為客戶提供*的服務(wù)。公司直接從國(guó)外進(jìn)貨,具有豐富的供貨渠道,提供原裝產(chǎn)品,做到真正讓客戶放心。公司在不斷發(fā)展和壯大的同時(shí),我們始終堅(jiān)持“客戶至上、誠(chéng)信為首、互利共贏”的宗旨,不斷追求更加的企業(yè)品質(zhì),向?qū)I(yè)多元化的集團(tuán)企業(yè)穩(wěn)步前進(jìn)。
我們期待與您合作,共創(chuàng)美好的明天。
盼樂(上海)電氣有限公司
Name : 鐘啟鵬
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伺服電機(jī)(servo motor )是指在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī),是一種補(bǔ)助馬達(dá)間接變速裝置。
伺服電機(jī)可使控制速度,位置精度非常準(zhǔn)確,可以將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象。伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號(hào)控制,并能快速反應(yīng),在自動(dòng)控制系統(tǒng)中,用作執(zhí)行元件,且具有機(jī)電時(shí)間常數(shù)小、線性度高、始動(dòng)電壓等特性,可把所收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)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(jī)兩大類,其主要特點(diǎn)是,當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)無(wú)自轉(zhuǎn)現(xiàn)象,轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。
1、伺服系統(tǒng)(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(biāo)(或給定值)的任意變化的自動(dòng)控制系統(tǒng)。伺服主要靠脈沖來(lái)定位,基本上可以這樣理解,伺服電機(jī)接收到1個(gè)脈沖,就會(huì)旋轉(zhuǎn)1個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的角度,從而實(shí)現(xiàn)位移,因?yàn)椋欧姍C(jī)本身具備發(fā)出脈沖的功能,所以伺服電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度,都會(huì)發(fā)出對(duì)應(yīng)數(shù)量的脈沖,這樣,和伺服電機(jī)接受的脈沖形成了呼應(yīng),或者叫閉環(huán),如此一來(lái),系統(tǒng)就會(huì)知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機(jī),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(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)精確的定位,可以達(dá)到0.001mm。直流伺服電機(jī)分為有刷和無(wú)刷電機(jī)。有刷電機(jī)成本低,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,調(diào)速范圍寬,控制容易,需要維護(hù),但維護(hù)不方便(換碳刷),產(chǎn)生電磁干擾,對(duì)環(huán)境有要求。因此它可以用于對(duì)成本敏感的普通工業(yè)和民用場(chǎng)合。
無(wú)刷電機(jī)體積小,重量輕,出力大,響應(yīng)快,速度高,慣量小,轉(zhuǎn)動(dòng)平滑,力矩穩(wěn)定??刂茝?fù)雜,容易實(shí)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(jī)免維護(hù),效率很高,運(yùn)行溫度低,電磁輻射很小,長(zhǎng)壽命,可用于各種環(huán)境。
2、交流伺服電機(jī)也是無(wú)刷電機(jī),分為同步和異步電機(jī),目前運(yùn)動(dòng)控制中一般都用同步電機(jī),它的功率范圍大,可以做到很大的功率。大慣量,轉(zhuǎn)動(dòng)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(yùn)行的應(yīng)用。
3、伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵,驅(qū)動(dòng)器控制的U/V/W三相電形成電磁場(chǎng),轉(zhuǎn)子在此磁場(chǎng)的作用下轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器反饋信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器,驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較,調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度(線數(shù))。
交流伺服電機(jī)和無(wú)刷直流伺服電機(jī)在功能上的區(qū)別:交流伺服要好一些,因?yàn)槭钦也刂疲D(zhuǎn)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。
發(fā)展歷史
自從德國(guó)MANNESMANN的Rexroth公司的Indramat分部在1978年漢諾威貿(mào)易博覽會(huì)
上正式推出MAC永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),這標(biāo)志著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(jì)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(zhuǎn)向了交流系統(tǒng)。早期的模擬系統(tǒng)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(yùn)動(dòng)控制的要求,近年來(lái)隨著微處理器、新型數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的應(yīng)用,出現(xiàn)了數(shù)字控制系統(tǒng),控制部分可*由軟件進(jìn)行,分別稱為直流伺服系統(tǒng)、三相永磁交流伺服系統(tǒng)。
到目前為止,高性能的電伺服系統(tǒng)大多采用永磁同步型交流伺服電動(dòng)機(jī),控制驅(qū)動(dòng)器多采用快速、準(zhǔn)確定位的全數(shù)字位置伺服系統(tǒng)。典型生產(chǎn)廠家如德國(guó)西門子、美國(guó)科爾摩根和日本松下及安川等公司。
日本安川電機(jī)制作所推出的小型交流伺服電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)器,其中D系列適用于數(shù)控機(jī)床(轉(zhuǎn)速為1000r/min,力矩為0.25~2.8N.m),R系列適用于機(jī)器人(轉(zhuǎn)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(jì)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(qū)動(dòng)、8051單片機(jī)控制改為正弦波驅(qū)動(dòng)、80C、154CPU和門陣列芯片控制,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,滿足了工作機(jī)械、搬運(yùn)機(jī)構(gòu)、焊接機(jī)械人、裝配機(jī)器人、電子部件、加工機(jī)械、印刷機(jī)、高速卷繞機(jī)、繞線機(jī)等的不同需要。
以生產(chǎn)機(jī)床數(shù)控裝置而較有名的日本發(fā)那科(Fanuc)公司,在20世紀(jì)80年代中期也推出了S系列(13個(gè)規(guī)格)和L系列(5個(gè)規(guī)格)的永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)。L系列有較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和機(jī)械時(shí)間常數(shù),適用于要求特別快速響應(yīng)的位置伺服系統(tǒng)。
日本其他廠商,例如:三菱電動(dòng)機(jī)(HC-KFS、HC-MFS、HC-SFS、HC-RFS和HC-UFS系列)、東芝精機(jī)(SM系列)、大隈鐵工所(BL系列)、三洋電氣(BL系列)、立石電機(jī)(S系列)等眾多廠商也進(jìn)入了永磁交流伺服系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)行列。
德國(guó)力士樂公司(Rexroth)的Indramat分部的MAC系列交流伺服電動(dòng)機(jī)共有7個(gè)機(jī)座號(hào)92個(gè)規(guī)格。
德國(guó)西門子(Siemens)公司的IFT5系列三相永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)分為標(biāo)準(zhǔn)型和短型兩大類,共8個(gè)機(jī)座號(hào)98種規(guī)格。據(jù)稱該系列交流伺服電動(dòng)機(jī)與相同輸出力矩的直流伺服電動(dòng)機(jī)IHU系列相比,重量只有后者的1/2,配套的晶體管脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)器6SC61系列,多的可供6個(gè)軸的電動(dòng)機(jī)控制。
德國(guó)博世(BOSCH)公司生產(chǎn)鐵氧體永磁的SD系列(17個(gè)規(guī)格)和稀土永磁的SE系列(8個(gè)規(guī)格)交流伺服電動(dòng)機(jī)和Servodyn SM系列的驅(qū)動(dòng)控制器。
美國(guó)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(jī)和A600 系列的伺服驅(qū)動(dòng)器。后合并到AEG,恢復(fù)了Gettys名稱,推出A700全數(shù)字化的交流伺服系統(tǒng)。
美國(guó)A-B(ALLEN-BRADLEY)公司驅(qū)動(dòng)分部生產(chǎn)1326型鐵氧體永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)和1391型交流PWM伺服控制器。電動(dòng)機(jī)包括3個(gè)機(jī)座號(hào)共30個(gè)規(guī)格。
I.D.(Industrial Drives)是美國(guó)較有名的科爾摩根(Kollmorgen)的工業(yè)驅(qū)動(dòng)分部,曾生產(chǎn)BR-210、BR-310、BR-510 三個(gè)系列共41個(gè)規(guī)格的無(wú)刷伺服電動(dòng)機(jī)和BDS3型伺服驅(qū)動(dòng)器。自1989年起推出了全新系列設(shè)計(jì)的摻鶼盜袛(Goldline)永磁交流伺服電動(dòng)機(jī),包括B(小慣量)、M(中慣量)和EB(防爆型)三大類,有10、20、40、60、80五種機(jī)座號(hào),每大類有42個(gè)規(guī)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(qū)動(dòng)器有BDS4(模擬型)、BDS5(數(shù)字型、含位置控制)和Smart Drive(數(shù)字型)三個(gè)系列,大連續(xù)電流55A。Goldline系列代表了當(dāng)代永磁交流伺服技術(shù)水平。
愛爾蘭的Inland原為Kollmorgen在國(guó)外的一個(gè)分部,現(xiàn)合并到AEG,以生產(chǎn)直流伺服電動(dòng)機(jī)、直流力矩電動(dòng)機(jī)和伺服放大器而聞名。生產(chǎn)BHT1100、2200、3300三種機(jī)座號(hào)共17種規(guī)格的SmCo永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)和八種控制器。
法國(guó)Alsthom集團(tuán)在巴黎的Parvex工廠生產(chǎn)LC系列(長(zhǎng)型)和GC系列(短型)交流伺服電動(dòng)機(jī)共14個(gè)規(guī)格,并生產(chǎn)AXODYN系列驅(qū)動(dòng)器。
原蘇聯(lián)為數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人伺服控制開發(fā)了兩個(gè)系列的交流伺服電動(dòng)機(jī)。其中ДBy系列采用鐵氧體永磁,有兩個(gè)機(jī)座號(hào),每個(gè)機(jī)座號(hào)有3種鐵心長(zhǎng)度,各有兩種繞組數(shù)據(jù),共12個(gè)規(guī)格,連續(xù)力矩范圍為7~35N.m。2ДBy系列采用稀土永磁,6個(gè)機(jī)座號(hào)17個(gè)規(guī)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(shù)字型MINAS系列交流伺服系統(tǒng),其中永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)有MSMA系列小慣量型,功率從0.03~5kW,共18種規(guī)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(guī)格,MHMA系列大慣量電動(dòng)機(jī)的功率范圍從0.5~5kW,有7種規(guī)格。
韓國(guó)三星公司近年開發(fā)的全數(shù)字永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),其中FAGA交流伺服電動(dòng)機(jī)系列有CSM、CSMG、CSMZ、CSMD、CSMF、CSMS、CSMH、CSMN、CSMX多種型號(hào),功率從15W~5kW。
現(xiàn)在常采用(Powerrate)這一綜合指標(biāo)作為伺服電動(dòng)機(jī)的品質(zhì)因數(shù),衡量對(duì)比各種交直流伺服電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。功率變化率表示電動(dòng)機(jī)連續(xù)(額定)力矩和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量之比。
按功率變化率進(jìn)行計(jì)算分析可知,永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)技術(shù)指標(biāo)以美國(guó)I.D 的Goldline
選型比較
交流伺服電動(dòng)機(jī)
交流伺服電動(dòng)機(jī)定子的構(gòu)造基本上與電容分相式單相異步電動(dòng)機(jī)相似.其定子上裝有兩個(gè)位置互差90°的繞組,一個(gè)是勵(lì)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(hào)電壓Uc。所以交流伺服電動(dòng)機(jī)又稱兩個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)。
交流伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子通常做成鼠籠式,但為了使伺服電動(dòng)機(jī)具有較寬的調(diào)速范圍、線性的機(jī)械特性,無(wú)“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象和快速響應(yīng)的性能,它與普通電動(dòng)機(jī)相比,應(yīng)具有轉(zhuǎn)子電阻大和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小這兩個(gè)特點(diǎn)。目前應(yīng)用較多的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有兩種形式:一種是采用高電阻率的導(dǎo)電材料做成的高電阻率導(dǎo)條的鼠籠轉(zhuǎn)子,為了減小轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,轉(zhuǎn)子做得細(xì)長(zhǎng);另一種是采用鋁合金制成的空心杯形轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子內(nèi)放置固定的內(nèi)定子.空心杯形轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小,反應(yīng)迅速,而且運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),因此被廣泛采用。
交流伺服電動(dòng)機(jī)在沒有控制電壓時(shí),定子內(nèi)只有勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的脈動(dòng)磁場(chǎng),轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng)。當(dāng)有控制電壓時(shí),定子內(nèi)便產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向旋轉(zhuǎn),在負(fù)載恒定的情況下,電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速隨控制電壓的大小而變化,當(dāng)控制電壓的相位相反時(shí),伺服電動(dòng)機(jī)將反轉(zhuǎn)。
永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)
20世紀(jì)80年代以來(lái),隨著集成電路、電力電子技術(shù)和交流可變速驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展,永磁交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)有了突出的發(fā)展,各國(guó)較有名電氣廠商相繼推出各自的交流伺服電動(dòng)機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)器系列產(chǎn)品并不斷完善和更新。交流伺服系統(tǒng)已成為當(dāng)代高性能伺服系統(tǒng)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(jī)。90年代以后,世界各國(guó)已經(jīng)商品化了的交流伺服系統(tǒng)是采用全數(shù)字控制的正弦波電動(dòng)機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)。交流伺服驅(qū)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(jī)同直流伺服電動(dòng)機(jī)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(duì)維護(hù)和保養(yǎng)要求低。
⑵定子繞組散熱比較方便。
⑶慣量小,易于提高系統(tǒng)的快速性。
⑷適應(yīng)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(jī)與單相異步電動(dòng)機(jī)比較
交流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理與分相式單相異步電動(dòng)機(jī)雖然相似,但前者的轉(zhuǎn)子電阻比后者大得多,所以伺服電動(dòng)機(jī)與單機(jī)異步電動(dòng)機(jī)相比,有三個(gè)顯著特點(diǎn):
1、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大
由于轉(zhuǎn)子電阻大,與普通異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性曲線相比,有明顯的區(qū)別。它可使臨界轉(zhuǎn)差率S0>1,這樣不僅使轉(zhuǎn)矩特性(機(jī)械特性)更接近于線性,而且具有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。因此,當(dāng)定子一有控制電壓,轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動(dòng),即具有起動(dòng)快、靈敏度高的特點(diǎn)。
2、運(yùn)行范圍較廣
3、無(wú)自轉(zhuǎn)現(xiàn)象
正常運(yùn)轉(zhuǎn)的伺服電動(dòng)機(jī),只要失去控制電壓,電機(jī)立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)伺服電動(dòng)機(jī)失去控制電壓后,它處于單相運(yùn)行狀態(tài),由于轉(zhuǎn)子電阻大,定子中兩個(gè)相反方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子作用所產(chǎn)生的兩個(gè)轉(zhuǎn)矩特性(T1-S1、T2-S2曲線)以及合成轉(zhuǎn)矩特性(T-S曲線)
交流伺服電動(dòng)機(jī)的輸出功率一般是0.1-100W。當(dāng)電源頻率為50Hz,電壓有36V、110V、220、380V;當(dāng)電源頻率為400Hz,電壓有20V、26V、36V、115V等多種。
交流伺服電動(dòng)機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)、噪音小。但控制特性是非線性,并且由于轉(zhuǎn)子電阻大,損耗大,效率低,因此與同容量直流伺服電動(dòng)機(jī)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(tǒng)。
調(diào)試方法
1、初始化參數(shù)
在接線之前,先初始化參數(shù)。
在控制卡上:選好控制方式;將PID參數(shù)清零;讓控制卡上電時(shí)默認(rèn)使能信號(hào)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(jī)上:設(shè)置控制方式;設(shè)置使能由外部控制;編碼器信號(hào)輸出的齒輪比;設(shè)置控制信號(hào)與電機(jī)轉(zhuǎn)速的比例關(guān)系。一般來(lái)說(shuō),建議使伺服工作中的大設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)9V的控制電壓。比如,山洋是設(shè)置1V電壓對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速,出廠值為500,如果你只準(zhǔn)備讓電機(jī)在1000轉(zhuǎn)以下工作,那么,將這個(gè)參數(shù)設(shè)置為111。
2、接線
將控制卡斷電,連接控制卡與伺服之間的信號(hào)線。以下的線是必須要接的:控制卡的模擬量輸出線、使能信號(hào)線、伺服輸出的編碼器信號(hào)線。復(fù)查接線沒有錯(cuò)誤后,電機(jī)和控制卡(以及PC)上電。此時(shí)電機(jī)應(yīng)該不動(dòng),而且可以用外力輕松轉(zhuǎn)動(dòng),如果不是這樣,檢查使能信號(hào)的設(shè)置與接線。用外力轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī),檢查控制卡是否可以正確檢測(cè)到電機(jī)位置的變化,否則檢查編碼器信號(hào)的接線和設(shè)置
3、試方向
對(duì)于一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng),如果反饋信號(hào)的方向不正確,后果肯定是災(zāi)難性的。通過(guò)控制卡打開伺服的使能信號(hào)。這時(shí)伺服應(yīng)該以一個(gè)較低的速度轉(zhuǎn)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(shù)。使用這個(gè)指令或參數(shù),看電機(jī)的轉(zhuǎn)速和方向是否可以通過(guò)這個(gè)指令(參數(shù))控制。如果不能控制,檢查模擬量接線及控制方式的參數(shù)設(shè)置。確認(rèn)給出正數(shù),電機(jī)正轉(zhuǎn),編碼器計(jì)數(shù)增加;給出負(fù)數(shù),電機(jī)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn),編碼器計(jì)數(shù)減小。如果電機(jī)帶有負(fù)載,行程有限,不要采用這種方式。測(cè)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(jī)上的參數(shù),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(duì)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(shù),仔細(xì)調(diào)整,使電機(jī)的轉(zhuǎn)速趨近于零。由于零漂本身也有一定的隨機(jī)性,所以,不必要求電機(jī)轉(zhuǎn)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(hào)放開,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(hào)打開。這時(shí),電機(jī)應(yīng)該已經(jīng)能夠按照運(yùn)動(dòng)指令大致做出動(dòng)作了。
6、調(diào)整閉環(huán)參數(shù)
細(xì)調(diào)控制參數(shù),確保電機(jī)按照控制卡的指令運(yùn)動(dòng),這是必須要做的工作,而這部分工作,更多的是經(jīng)驗(yàn),這里只能從略了。
性能比較
伺服電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)的性能比較
步進(jìn)電機(jī)作為一種開環(huán)控制的系統(tǒng),和現(xiàn)代數(shù)字控制技術(shù)有著本質(zhì)的聯(lián)系。在目前國(guó)內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)中,步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用十分廣泛。隨著全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn),交流伺服電機(jī)也越來(lái)越多地應(yīng)用于數(shù)字控制系統(tǒng)中。為了適應(yīng)數(shù)字控制的發(fā)展趨勢(shì),運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中大多采用步進(jìn)電機(jī)或全數(shù)字式交流伺服電機(jī)作為執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。雖然兩者在控制方式上相似(脈沖串和方向信號(hào)),但在使用性能和應(yīng)用場(chǎng)合上存在著較大的差異?,F(xiàn)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(jī)步距角一般為 1.8°、0.9°,五相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為0.72 °、0.36°。也有一些高性能的步進(jìn)電機(jī)通過(guò)細(xì)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(jī)其步距角可通過(guò)撥碼開關(guān)設(shè)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(jī)的步距角。
交流伺服電機(jī)的控制精度由電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。以三洋全數(shù)字式交流伺服電機(jī)為例,對(duì)于帶標(biāo)準(zhǔn)2000線編碼器的電機(jī)而言,由于驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部采用了四倍頻技術(shù),其脈沖當(dāng)量為360°/8000=0.045°。對(duì)于帶17位編碼器的電機(jī)而言,驅(qū)動(dòng)器每接收131072個(gè)脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)一圈,即其脈沖當(dāng)量為360°/131072=0.0027466°,是步距角為1.8°的步進(jìn)電機(jī)的脈沖當(dāng)量的1/655。
二、低頻特性不同
步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)易出現(xiàn)低頻振動(dòng)現(xiàn)象。振動(dòng)頻率與負(fù)載情況和驅(qū)動(dòng)器性能有關(guān),一般認(rèn)為振動(dòng)頻率為電機(jī)空載起跳頻率的一半。這種由步進(jìn)電機(jī)的工作原理所決定的低頻振動(dòng)現(xiàn)象對(duì)于機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)非常不利。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)工作在低速時(shí),一般應(yīng)采用阻尼技術(shù)來(lái)克服低頻振動(dòng)現(xiàn)象,比如在電機(jī)上加阻尼器,或驅(qū)動(dòng)器上采用細(xì)分技術(shù)等。
交流伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn),即使在低速時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能,可涵蓋機(jī)械的剛性不足,并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機(jī)能(FFT),可檢測(cè)出機(jī)械的共振點(diǎn),便于系統(tǒng)調(diào)整。
三、矩頻特性不同
步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降,且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)急劇下降,所以其工作轉(zhuǎn)速一般在300~600RPM。交流伺服電機(jī)為恒力矩輸出,即在其額定轉(zhuǎn)速(一般為2000RPM或3000RPM)以內(nèi),都能輸出額定轉(zhuǎn)矩,在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出。
四、過(guò)載能力不同
步進(jìn)電機(jī)一般不具有過(guò)載能力。交流伺服電機(jī)具有較強(qiáng)的過(guò)載能力。以三洋交流伺服系統(tǒng)為例,它具有速度過(guò)載和轉(zhuǎn)矩過(guò)載能力。其大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的二到三倍,可用于克服慣性負(fù)載在啟動(dòng)瞬間的慣性力矩。步進(jìn)電機(jī)因?yàn)闆]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(zhuǎn)矩的電機(jī),而機(jī)器在正常工作期間又不需要那么大的轉(zhuǎn)矩,便出現(xiàn)了力矩浪費(fèi)的現(xiàn)象。
五、運(yùn)行性能不同
步進(jìn)電機(jī)的控制為開環(huán)控制,啟動(dòng)頻率過(guò)高或負(fù)載過(guò)大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,停止時(shí)轉(zhuǎn)速過(guò)高易出現(xiàn)過(guò)沖的現(xiàn)象,所以為保證其控制精度,應(yīng)處理好升、降速問(wèn)題。交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為閉環(huán)控制,驅(qū)動(dòng)器可直接對(duì)電機(jī)編碼器反饋信號(hào)進(jìn)行采樣,內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán),一般不會(huì)出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的丟步或過(guò)沖的現(xiàn)象,控制性能更為可靠。
六、速度響應(yīng)性能不同
步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速(一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn))需要200~400毫秒。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好,以山洋400W交流伺服電機(jī)為例,從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)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(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進(jìn)電機(jī)。但在一些要求不高的場(chǎng)合也經(jīng)常用步進(jìn)電機(jī)來(lái)做執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。所以,在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(dāng)?shù)目刂齐姍C(jī)。
選型計(jì)算
一、轉(zhuǎn)速和編碼器分辨率的確認(rèn)。
二、電機(jī)軸上負(fù)載力矩的折算和加減速力矩的計(jì)算。
三、計(jì)算負(fù)載慣量,慣量的匹配,安川伺服電機(jī)為例,部分產(chǎn)品慣量匹配可達(dá)50倍,但實(shí)際越小越好,這樣對(duì)精度和響應(yīng)速度好。
四、再生電阻的計(jì)算和選擇,對(duì)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(duì)于安川伺服等日系產(chǎn)品值編碼器是6芯,增量式是4芯。
制動(dòng)方式
用戶往往對(duì)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(cuò)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(jī)的機(jī)械進(jìn)給距離。
再生制動(dòng)是指伺服電機(jī)在減速或停車時(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,經(jīng)阻容回路吸收。
電磁制動(dòng)是通過(guò)機(jī)械裝置鎖住電機(jī)的軸。
三者的區(qū)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(jī)。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(tǒng)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。
注意事項(xiàng)
一、伺服電機(jī)油和水的保護(hù)
A:伺服電機(jī)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(jī)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(jī)連接到一個(gè)減速齒輪,使用伺服電機(jī)時(shí)應(yīng)當(dāng)加油封,以防止減速齒輪的油進(jìn)入伺服電機(jī)
C:伺服電機(jī)的電纜不要浸沒在油或水中。
二、伺服電機(jī)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(fù)荷,尤其是在電纜出口處或連接處。
B:在伺服電機(jī)移動(dòng)的情況下,應(yīng)把電纜(就是隨電機(jī)配置的那根)牢固地固定到一個(gè)靜止的部分(相對(duì)電機(jī)),并且應(yīng)當(dāng)用一個(gè)裝在電纜支座里的附加電纜來(lái)延長(zhǎng)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(jī)允許的軸端負(fù)載
A:確保在安裝和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)加到伺服電機(jī)軸上的徑向和軸向負(fù)載控制在每種型號(hào)的規(guī)定值以內(nèi)。
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(fù)載可能導(dǎo)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(fù)載低于允許值,此物是專為高機(jī)械強(qiáng)度的伺服電機(jī)設(shè)計(jì)的。
D:關(guān)于允許軸負(fù)載,請(qǐng)參閱“允許的軸負(fù)荷表”(使用說(shuō)明書)。
四、伺服電機(jī)安裝注意
A:在安裝/拆卸耦合部件到伺服電機(jī)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(jī)軸另一端的編碼器要被敲壞)
B:竭力使軸端對(duì)齊到狀態(tài)(對(duì)不好可能導(dǎo)致振動(dòng)或軸承損壞)。
特點(diǎn)對(duì)比
直流無(wú)刷伺服電機(jī)特點(diǎn)
轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、啟動(dòng)電壓低、空載電流?。?棄接觸式換向系統(tǒng),大大提高電機(jī)轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)速高達(dá)100 000rpm;無(wú)刷伺服電機(jī)在執(zhí)行伺服控制時(shí),無(wú)須編碼器也可實(shí)現(xiàn)速度、位置、扭矩等的控制; 不存在電刷磨損情況,除轉(zhuǎn)速高之外,還具有壽命長(zhǎng)、噪音低、無(wú)電磁干擾等特點(diǎn)。
直流有刷伺服電機(jī)特點(diǎn)
1.體積小、動(dòng)作快反應(yīng)快、過(guò)載能力大、調(diào)速范圍寬
2.低速力矩大, 波動(dòng)小,運(yùn)行平穩(wěn)
3.低噪音,高效率
4.后端編碼器反饋(選配)構(gòu)成直流伺服等優(yōu)點(diǎn)
5.變壓范圍大,頻率可調(diào)
使用范圍
直流伺服電機(jī)可應(yīng)用在是火花機(jī)、機(jī)械手、精確的機(jī)器等??赏瑫r(shí)配置2500P/R高分析度的標(biāo)準(zhǔn)編碼器及測(cè)速器,更能加配減速箱、令機(jī)械設(shè)備帶來(lái)可靠的準(zhǔn)確性及高扭力。 調(diào)速性好,單位重量和體積下,輸出功率,大于交流電機(jī),更遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)步進(jìn)電機(jī)。多級(jí)結(jié)構(gòu)的力矩波動(dòng)小。
主要作用
伺服電機(jī)在封閉的環(huán)里面使用。就是說(shuō)它隨時(shí)把信號(hào)傳給系統(tǒng),同時(shí)把系統(tǒng)給出的信號(hào)來(lái)修正自己的運(yùn)轉(zhuǎn)。
伺服電機(jī)也可用單片機(jī)控制。
優(yōu)點(diǎn)
首先我們來(lái)看一下伺服電機(jī)和其他電機(jī)(如步進(jìn)電機(jī))相比到底有什么優(yōu)點(diǎn):
1、精度:實(shí)現(xiàn)了位置,速度和力矩的閉環(huán)控制;克服了步進(jìn)電機(jī)失步的問(wèn)題;
2、轉(zhuǎn)速:高速性能好,一般額定轉(zhuǎn)速能達(dá)到2000~3000轉(zhuǎn);
3、適應(yīng)性:抗過(guò)載能力強(qiáng),能承受三倍于額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)載,對(duì)有瞬間負(fù)載波動(dòng)和要求快速起動(dòng)的場(chǎng)合特別適用;
4、穩(wěn)定:低速運(yùn)行平穩(wěn),低速運(yùn)行時(shí)不會(huì)產(chǎn)生類似于步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)運(yùn)行現(xiàn)象。適用于有高速響應(yīng)要求的場(chǎng)合;
5、及時(shí)性:電機(jī)加減速的動(dòng)態(tài)相應(yīng)時(shí)間短,一般在幾十毫秒之內(nèi);
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(jī),斷電后它還會(huì)因?yàn)樽陨淼膽T性再轉(zhuǎn)一會(huì)兒,然后停下。而伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)是說(shuō)停就停,說(shuō)走就走,反應(yīng)極快。但步進(jìn)電機(jī)存在失步現(xiàn)象。
伺服電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域就太多了。只要是要有動(dòng)力源的,而且對(duì)精度有要求的一般都可能涉及到伺服電機(jī)。如機(jī)床、印刷設(shè)備、包裝設(shè)備、紡織設(shè)備、激光加工設(shè)備、機(jī)器人、自動(dòng)化生產(chǎn)線等對(duì)工藝精度、加工效率和工作可靠性等要求相對(duì)較高的設(shè)備。
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