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如何使用伺服电机知识大全 资讯分享伺服电机的选型

文章来源: 上传时间:2020-02-14 浏览次数:
文章摘要:目前为止,高性能的电伺服系统大多采用永磁同步型交流伺服电动机,控制驱动器多采用快速、准确定位的全数字位置伺服系统。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

        目前为止,高性能的电伺服系统大多采用永磁同步型交流伺服电动机,控制驱动器多采用快速、准确定位的全数字位置伺服系统。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突出的发展,各国著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时完善和更新。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。为了提高效率,伺服电机一般均采用有色金属做蜗轮,蜗杆则采用较硬的钢材。由于是滑动摩擦传动,运行中会产生较多的热量,使伺服电机各零件和密封之间热膨胀发生差别,从而在各配合面形成间隙,润滑油液由于温度的升高变稀,易造成泄漏。装置时,严禁用铁锤等击打,防止轴向力或径向力过大损坏轴承或齿轮。其目的保证连接的紧密性及运转的灵活性,并且防止不用要的磨损。一定要将装置螺栓旋紧之后再旋紧紧力螺栓。伺服电机控制器装置前,伺服电机厂家伺服电机厂家将电机输入轴、定位凸台及减速机连接部位的防锈油用汽油或锌钠水擦拭净。  伺服电机的应用领域就太多了,只要是要有动力源的,而且对精度有要求的,一般都可能涉及到伺服电机。由于直流伺服电机存在机械结构复杂,维修工作量大包括电刷、换向器等则成为直流伺服驱动技术发展的瓶颈。  随着现代电力电子技术、微电子技术及计算机技术等支撑技术的快速发展,以伺服电机作为执行机构的交流伺服驱动系统的发展得以极大的迈进。然而伺服控制技术是决定交流伺服系统性能好坏的关键技术之一,国外交流伺服技术封锁的主要局部。

        找到了问题根源所在,再来解决当然就容易多了,针对以上例子,您可以: (1)增加机械刚性和降低系统的惯性,减少机械传动部位的响应时间,如把V形带更换成直接丝杆传动或用齿轮箱代替V型带; (2)降低伺服系统的响应速度,减少伺服系统的控制带宽,如降低伺服系统的增益参数值。 当然,以上只是噪声、不稳定的原因之一,针对不同的原因,会有不同的解决办法,如由机械共振引起的噪声,在伺服方面可采取共振抑制,低通滤波等方法,总之,噪声和不稳定的原因,基本上都不会是由于伺服电机本身所造成。 问题二 惯性匹配 在伺服系统选型及调试中,常会碰到惯量问题! 具体表现为: 1、在伺服系统选型时,除考虑电机的扭矩和额定速度等等因素外,我们还需要先计算得知机械系统换算到电机轴的惯量,再根据机械的实际动作要求及加工件质量要求来具体选择具有合适惯量大小的电机; 2、在调试时(手动模式下),正确设定惯量比参数是充分发挥机械及伺服系统最佳效能的前题,此点在要求高速高精度的系统上表现由为突出(台达伺服惯量比参数为1-37,JL/JM)。这样,就有了惯量匹配的问题! 那到底什么是“惯量匹配”呢? 1、根据牛顿第二定律:“进给系统所需力矩T=系统传动惯量J×角加速度θ角加速度θ影响系统的动态特性,θ越小,则由控制器发出指令到系统执行完毕的时间越长,系统反应越慢。如果θ变化,则系统反应将忽快忽慢,影响加工精度。由于马达选定后最大输出T值不变,如果希望θ的变化小,则J应该尽量小。 2、进给轴的总惯量“J=伺服电机的旋转惯性动量JM+电机轴换算的负载惯性动量JL负载惯量JL由(以工具机为例)工作台及上面装的夹具和工件、螺杆、联轴器等直线和旋转运动件的惯量折合到马达轴上的惯量组成。JM为伺服电机转子惯量,伺服电机选定后,此值就为定值,而JL则随工件等负载改变而变化。如果希望J变化率小些,则最好使JL所占比例小些。这就是通俗意义上的“惯量匹配”。知道了什么是惯量匹配,那惯量匹配具体有什么影响又如何确定呢? 影响: 传动惯量对伺服系统的精度,稳定性,动态响应都有影响,惯量大,系统的机械常数大,响应慢,会使系统的固有频率下降,容易产生谐振,因而限制了伺服带宽,影响了伺服精度和响应速度,惯量的适当增大只有在改善低速爬行时有利,因此,机械设计时在不影响系统刚度的条件下,应尽量减小惯量。

        在现代机电行业中经常会碰到一些复杂的运动,对电机的动力荷载影响很大,伺服驱动装置是许多机电系统的核心部件,正因如此伺服电机厂家就显得尤为重要了,选择一台好的电机就是重中之重了.首先要选出满足给定负载要求的电动机,然后再从中按价格、重量、体积等技术经济指标选择适合的电机。  伺服电机的选型计算方法 :1、电机轴上负载力矩的折算和加减速力矩的计算。2、转速和编码器分辨率的确认。3、再生电阻的计算和选择,对于伺服,一般2kw以上,要外配置。4、电缆选择,编码器电缆双绞屏蔽的,对于安川伺服等日系产品绝对值编码器是6芯,增量式是4芯。5、计算负载惯量,惯量的匹配,安川伺服电机为例,部分产品惯量匹配可达50倍,但实际越小越好,这样对精度和响应速度好。电机的大速度决定了减速器减速比的上限,n上限= 峰值,大/ 峰值,同样,电机的大扭矩决定了减速比的下限,n下限=T峰值/T电机,如果n下限大于n上限,选择的电机是不合适的。反之,则可以通过对每种电机的广泛类比来确定上下限之间可行的传动比范围。只用峰值功率作为选择电机的原则是不充分的,而且传动比的准确计算非常繁琐。  以上的选择方法只考虑到电机的动力问题,对于直线运动用速度,加速度和所需外力表示,对于旋转运动用角速度,角加速度和所需扭矩表示,它们均可以表示为时间的函数,与其他因素无关。很显然。伺服电机厂家的大功率P电机,大应大于工作负载所需的峰值功率P峰值,但仅仅如此是不够的,物理意义上的功率包含扭矩和速度两部分,但在实际的传动机构中它们是受限制的。用 峰值,T峰值表示大值或者峰值。

        伺服电机的选型及故障处理、 一、伺服电机原理 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。伺服电机可以控制速度,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。伺服电机转子转速受输入信号控制,并能快速反应,在自动控制系统中,用作执行元件,可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。“伺服”一词源于希腊语“奴隶”的意思,“伺服电机”可以理解为绝对服从控制信号指挥的电机:在控制信号发出之前,转子静止不动,当控制信号发出时,转子立即转动;当控制信号消失时,转子能即时停转。因此伺服电机指的是随时跟随命令进行动作的一种电机,是以其工作性质命名的。伺服主要靠脉冲来定位,伺服电机接收到一个脉冲就会旋转一个脉冲对应的角度,从而实现位移。伺服本身带有编码器,具备发出脉冲的功能,所以伺服电机每旋转一个角度,就会发出对应数量的脉冲。等于是把电机旋转的详细信息反馈回去,形成闭环。这样的话,系统就会知道发了多少脉冲给电机,同时又收了多少脉冲回来,这样就能很精准的控制电机的转动,实现非常精准的定位。 二、伺服电机分类 1、直流伺服 结构简单控制容易。但从实际运行考虑,直流伺服电动机引入了机械换向装置,成本高,故障多,维护困难,经常因碳刷产生的火花影响生产,会产生电磁干扰。而且碳刷需要维护更换。机械换向器的换向能力,也限制了电动机的容量和速度。交流伺服 分为永磁同步伺服电机和异步伺服电机。目前运动控制基本都用同步电机。永磁同步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。伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。特点如下: 1、控制速度非常快,从启动到额定转速只需几毫秒;而相同情况下异步电机却需要几秒钟。 2、启动扭矩大,可以带动大惯量的物体进行运动。 l 3、功率密度大,相同功率范围下相比异步电机可以把体积做得更小、重量做得更轻。 4、运行效率高。 l 5、可支持低速长时间运行。 l 6、断电无自转现象,可快速控制停止动作。 7、控制和响应性能比异步伺服电机高很多。



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