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西門子伺服電機(jī)介紹

作者:尚合機(jī)電 日期:2017-11-22 點(diǎn)擊:1421
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在某些傳動(dòng)范圍內(nèi),須要對(duì)被控東西完成高精度的位置控制,而實(shí)現(xiàn)正確的位置操縱的一個(gè)基本條件是需要有高精度的伺服電機(jī)。西門子伺服電機(jī)將是您的不二之選。
一、西門子伺服電機(jī)分類:交流伺服和直流伺服兩大類
交流伺服電機(jī)的基本構(gòu)造與交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(異步電機(jī))相似。在定子上有兩個(gè)相空間位移90°電角度的勵(lì)磁繞組Wf和控制繞組WcoWf,接恒定交流電壓,利用施加到Wc上的交流電壓或相位的變化,達(dá)到控制電機(jī)運(yùn)行的目的。交流伺服電機(jī)具有運(yùn)行穩(wěn)定、可控性好、響應(yīng)快速、靈敏度高以及機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性的非線性度指標(biāo)嚴(yán)格(要求分別小于10%~15%和小于15%~25%)等特點(diǎn)。
直流伺服電機(jī)基本構(gòu)造與一般直流電動(dòng)機(jī)相似。電機(jī)轉(zhuǎn)速n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j,式中E為電樞反電動(dòng)勢(shì),K為常數(shù),j為每極磁通,Ua、Ia為電樞電壓和電樞電流,Ra為電樞電阻,改變Ua或改變?chǔ)眨煽刂浦绷魉欧妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,但一般采用控制電樞電壓的方法,在永磁式直流伺服電動(dòng)機(jī)中,勵(lì)磁繞組被永久磁鐵所取代,磁通φ恒定。直流伺服電動(dòng)機(jī)具有良好的線性調(diào)節(jié)特性及快速的時(shí)間響應(yīng)。
西門子直流伺服電機(jī)和西門子交流伺服電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)
1、直流伺服電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):速度控制精確,轉(zhuǎn)矩速度特性很硬,控制原理簡(jiǎn)單,使用方便,價(jià)格便宜。
缺點(diǎn):電刷換向,速度限制,附加阻力,產(chǎn)生磨損微粒(無塵易爆環(huán)境不宜)
2、交流伺服電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):速度控制特性良好,在整個(gè)速度區(qū)內(nèi)可實(shí)現(xiàn)平滑控制,幾乎無振蕩,90%以上的高效率,發(fā)熱少,高速控制,高精確度位置控制(取決于編碼器精度),額定運(yùn)行區(qū)域內(nèi),可實(shí)現(xiàn)恒力矩,慣量低,低噪音,無電刷磨損,免維護(hù)(適用于無塵、易爆環(huán)境)
缺點(diǎn):控制較復(fù)雜,驅(qū)動(dòng)器參數(shù)需要現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整PID參數(shù)確定,需要更多的連線。
西門子交流伺服電機(jī)和直流伺服電機(jī)的特點(diǎn):
1、交流伺服電機(jī)
(1)籠型兩相交流伺服電機(jī)(細(xì)長(zhǎng)籠型轉(zhuǎn)子、機(jī)械特性近似線性、體積和勵(lì)磁電流小、小功率伺服、低速運(yùn)轉(zhuǎn)不夠平滑)
(2)非磁性杯型轉(zhuǎn)子兩相交流伺服電機(jī)(空心杯轉(zhuǎn)子、機(jī)械特性近似線性、體積和勵(lì)磁電流較大、小功率伺服、低速運(yùn)轉(zhuǎn)平滑)
(3)鐵磁杯型轉(zhuǎn)子兩相交流伺服電機(jī)(鐵磁材料杯型轉(zhuǎn)子、機(jī)械特性近似線性、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大、齒槽效應(yīng)小、運(yùn)行平穩(wěn))
(4)同步型永磁交流伺服電機(jī)(由永磁同步電機(jī)、測(cè)速機(jī)及位置檢測(cè)元件同軸一體機(jī)組,定子為3相或2相,磁性材料轉(zhuǎn)子,必須配驅(qū)動(dòng)器;調(diào)速范圍寬、機(jī)械特性由恒轉(zhuǎn)矩區(qū)和恒功率區(qū)組成,可連續(xù)堵轉(zhuǎn),快速相應(yīng)性能好,輸出功率大,轉(zhuǎn)矩波動(dòng)小;有方波驅(qū)動(dòng)和正弦波驅(qū)動(dòng)兩種方式,控制性能好,為機(jī)電一體化產(chǎn)品)
(5)異步型三相交流伺服電機(jī)(轉(zhuǎn)子與籠型異步電機(jī)相似,必須配驅(qū)動(dòng)器,采用矢量控制,擴(kuò)大了恒功率調(diào)速范圍,多用于機(jī)床主軸調(diào)速系統(tǒng))
2、直流伺服電機(jī)
(1)印制繞組直流伺服電機(jī)(盤形轉(zhuǎn)子、盤形定子軸向粘接柱狀磁鋼,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小,無齒槽效應(yīng),無飽和效應(yīng),輸出轉(zhuǎn)矩大)
(2)線繞盤式直流伺服電機(jī)(盤形轉(zhuǎn)子、定子軸向粘接柱狀磁鋼,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小,控制性能優(yōu)于其他直流伺服電機(jī),效率高,輸出轉(zhuǎn)矩大)
(3)杯型電樞永磁直流電機(jī)(空心杯轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小,適用于增量運(yùn)動(dòng)伺服系統(tǒng))
(4)無刷直流伺服電機(jī)(定子為多相繞組,轉(zhuǎn)子為永磁式,帶轉(zhuǎn)子位置傳感器,無火花干擾,壽命長(zhǎng),噪聲低)
3、力矩電機(jī)
(1)直流力矩電機(jī)(扁平結(jié)構(gòu),極數(shù)槽數(shù)換向片數(shù)串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)多;輸出轉(zhuǎn)矩大,低速或堵轉(zhuǎn)下可連續(xù)工作,機(jī)械和調(diào)節(jié)特性好,機(jī)電時(shí)間常數(shù)小)
(2)無刷直流力矩電機(jī)(與無刷直流伺服電機(jī)結(jié)構(gòu)相似,但為扁平狀,極數(shù)槽數(shù)串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)多;輸出轉(zhuǎn)矩大,機(jī)械和調(diào)節(jié)特性好,壽命長(zhǎng),無火花,噪聲低)
(3)籠型交流力矩電機(jī)(籠型轉(zhuǎn)子,扁平結(jié)構(gòu),極數(shù)槽數(shù)多,啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,機(jī)電時(shí)間常數(shù)小,可長(zhǎng)期堵轉(zhuǎn)運(yùn)行,機(jī)械特性較軟)
(4)實(shí)心轉(zhuǎn)子交流力矩電機(jī)(鐵磁材料實(shí)心轉(zhuǎn)子,扁平結(jié)構(gòu),極數(shù)槽數(shù)多,可長(zhǎng)期堵轉(zhuǎn),運(yùn)行平滑,機(jī)械特性較軟)
4、步進(jìn)電機(jī)
(1)反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)(定轉(zhuǎn)子均由硅鋼片疊成,轉(zhuǎn)子鐵心上無繞組,定子上有控制繞組;步距角小,啟動(dòng)與運(yùn)行頻率較高,步距角精度較低,無自鎖力矩)
(2)永磁步進(jìn)電機(jī)(永磁式轉(zhuǎn)子,徑向磁化極性;步距角大,啟動(dòng)與運(yùn)行頻率低,有保持轉(zhuǎn)矩,消耗功率比反應(yīng)式小,但須供正、負(fù)脈沖電流)
(3)混合式步進(jìn)電機(jī)(永磁式轉(zhuǎn)子,軸向磁化極性;步距角精度高,有保持轉(zhuǎn)矩,輸入電流小,兼有反應(yīng)式和永磁式兩者的優(yōu)點(diǎn))
5、開關(guān)磁阻電機(jī)(定轉(zhuǎn)子均由硅鋼片疊成,都為凸極式,與極數(shù)相接近的大步距反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)相似,帶有轉(zhuǎn)子位置傳感器,轉(zhuǎn)矩方向與電流方向無關(guān),調(diào)速范圍小,噪聲大,機(jī)械特性由恒轉(zhuǎn)矩區(qū)、恒功率區(qū)、串勵(lì)特性區(qū)三部分組成)

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