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(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。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,且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性,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。分为直流和交流伺服电动机两大类,其主要特点是,当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降。
直流伺服电机分为有刷和无刷电机。
有刷电机成本低,结构简单,启动转矩大,调速范围宽,控制容易,需要维护,但维护方便(换碳刷),产生电磁干扰,对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。
无刷电机体积小,重量轻,出力大,响应快,速度高,惯量小,转动平滑,力矩稳定。控制复杂,容易实现智能化,其电子换相方式灵活,可以方波换相或正弦波换相。电机免维护,效率很高,运行温度低,电磁辐射很小,命,可用于各种环境。
交流伺服电机也是无刷电机,分为同步和异步电机,目前运动控制中一般都用同步电机,它的功率范围大,可以做到很大的功率。大惯量,高转动速度低,且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。
伺服电机的好坏该如何测量
如何测量的好坏?
1.不用伺服驱动器,没有特别好的办法,可以用万用表两两测量一下相间的电阻,应该大致相等。
如果手头有可调电压的直流电源,那么把电压调到10几伏,正极接电机一相,负极接剩下的两相,
那么应该会转至一个固定的角度。类似的,换一相接正极,电机应该会转至另外一个固定的角度。电压具体多少伏合适从低往高逐渐尝试。
2.给编码器供上电(供电电压要符合编码器要求),用手转动电机,同时用示波器看A.B.Z的波形,有脉冲一般就没问题。
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)。