中国电机行业的出口前景十分广阔

目前,全国减速机标准化委员会讨论通过了全国减标委十二五工作规划,明确十二五规划纲要:切实贯彻执行国民 详细

开启左侧

伺服电机的选型和维护 伺服电机的保护

[复制链接]
电机网管理员 发表于 2020-6-4 16:13:26 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机。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。转动惯量=转动半径×质量   惯量就是刚体绕轴转动的惯性的度量,转动惯量是表征刚体转动惯性大小的物理量。它与刚体的质量、质量相对于转轴的分布有关。选择的时候遇到电机惯量,也是伺服电机的一项重要指标。它指的是伺服电机转子本身的惯量,对于电机的加减速来说相当重要。如果不能很好的匹配惯量,电机的动作会很不平稳。低惯量就是电机做得比较扁长,主轴惯量小,当电机做频率高的反复运动时,惯量小,发热就小。所以伺服电机厂家低惯量的电机适合高频率的往复运动使用。但是一般力矩相对要小些。高惯量的伺服电机就比较粗大,力矩大,适合大力矩的但不很快往复运动的场合。因为高速运动到停止,驱动器要产生很大的反向驱动电压来停止这个大惯量,发热就很大了。     如果负载比较大或是加速特性比较大,而选择了小惯量的电机,可能对电机轴损伤太大,选择应该根据负载的大小,加速度的大小等等因素来选择,一般的选型手册上有相关的能,量计算公式。   伺服电机驱动器对伺服电机的响应控制,佳值为负载惯量与电机转子惯量之比为一,大不可超过五倍。通过机械传动装置的设计,可以使负载。   惯量与电机转子惯量之比接近一或较小。当负载惯量确实很大,机械设计不可能使负载惯量与电机转子惯量之比小于五倍时,则可使用电机转子惯量较大的电机,即所谓的大惯量电机。使用大惯量的电机,要达到一定的响应,驱动器的容量应要大一些。一般来说,小惯量的电机制动性能好,启动,加速停止的反应很快,高速往复性好,适合于一些轻负载,高速定位的场合,如一些直线高速定位机构。中、大惯量的电机适用大负载、平稳要求比较高的场合,如一些圆周运动机构和一些机床行业。   
        有时候我们容易对电磁制动,再生制动,动态制动的作用混淆,选择了错误的配件。以下对这几个概念加以澄清。  动态制动器由动态制动电阻组成,在故障、急停、电源断电时通过能耗制动缩短伺服电机的机械进给距离.  再生制动是指伺服电机在减速或停车时将制动产生的能量通过逆变回路反馈到直流母线,经阻容回路吸收.  电磁制动是通过机械装置锁住电机的轴.  三者的伺服电机区别  (1)再生制动的工作是系统自动进行,而动态制动器和电磁制动的工作需外部继电器控制.  (2)再生制动必须在伺服器正常工作时才起作用,在故障,急停,电源断电时等情况下无法制动电机.动态制动器和电磁制动工作时不需电源.  (3)电磁制动一般在SV OFF后启动,否则可能造成放大器过载.动态制动器一般在SV OFF或主回路断电后启动,否则可能造成动态制动电阻过热.  选择配件的注意事项  (1)有些系统要维持机械装置的静止位置需电机提供较大的输出转矩且停止的时间较长,如果使用伺服的自锁功能往往会造成电机过热或放大器过载.这种情况就要选择带电磁制动的电机.  (2)有些系统如传送装置,升降装置等要求伺服电机能尽快停车.而在故障,急停,电源断电时伺服器没有再生制动无法对电机减速.同时系统的机械惯量又较大,这时对动态制动器的选择要依据负载的轻重,电机的工作速度等. (3)有的伺服器有内置的再生制动单元,但当再生制动较频繁时可能引起直流母线电压过高,这时需另配再生制动电阻.再生制动电阻是否需要另配,配多大 的再生制动电阻可参照相应样本的使用说明.需要注意的是一般样本列表上的制动次数是电机在空载时的数据.实际选型中要先根据系统的负载惯量和样本上的电机惯量,算出惯量比.再以样本列表上的制动次数除以(惯量比+1).这样得到的数据才是允许的制动次数。
        直线电机容易改变形状的特点可以使采用线性直线机构的各种装置实现小型化和轻量化。7.一体化和集成化  电动机、反馈、控制、驱动、通讯的纵向一体化成为当前小功率伺服系统的一个发展方向。有时我们称这种集成了驱动和通讯的电机叫智能化电机(SmartMotor),有时我们把集成了运动控制和通讯的驱动器叫伺服电机控制器。电机、驱动和控制的集成使三者从设计、制造到运行、维护都更紧密地融为一体。但是这种方式面临更大的技术挑战(如可靠性)和工程师使用习惯的挑战,因此很难成为主流,在整个伺服市场中是一个很小的有特色的部分。8.通用化  通用型驱动器配置有大量的参数和丰富的菜单功能,便于用户在不改变硬件配置的条件下,方便地设置成V/F控制、无速度传感器开环矢量控制、闭环磁通矢量控制、永磁无刷交流伺服电动机控制及再生单元等五种工作方式控制工程网版权所有,适用于各种场合,可以驱动不同类型的电机,比如异步电机、交流伺服电机、无刷直流电机、步进电机,也可以适应不同的传感器类型甚至无位置传感器。可以使用电机本身配置的反馈构成半闭环控制系统,也可以通过接口与外部的位置或速度或力矩传感器构成高精度全闭环控制系统。9.从故障诊断到预测性维护  随着机器安全标准的不断发展,传统的故障诊断和保护技术(问题发生的时候判断原因并采取措施避免故障扩大化)已经落伍,最新的产品嵌入了预测性维护技术,使得人们可以通过Internet及时了解重要技术参数的动态趋势,并采取预防性措施。比如:关注电流的升高,负载变化时评估尖峰电流,外壳或铁芯温度升高时监视温度传感器,以及对电流波形发生的任何畸变保持警惕。10.小型化和大型化  无论是永磁无刷伺服电机还是步进电机都积极向更小的尺寸发展,比如20,28,35mm外径;同时也在发展更大功率和尺寸的机种,已经看到500KW永磁伺服电机的出现。体现了向两极化发展的倾向。
        伺服电机在日常的应用中,当电机低速时易出现低频振动现象。振动频率与负载情况和驱动器性能有关,一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当伺服电机工作在低速时,一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象,比如在电机上加阻尼器,或驱动器上采用细分技术等。   交流伺服驱动系统为闭环控制,驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样,内部构成位置环和速度环,一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象,控制性能更为可靠。伺服电机运转非常平稳,即使在低速时也不会出现振动现象。交流伺服系统具有共振抑制功能,可涵盖机械的刚性不足,并且系统内部具有频率解析机能,可检测出机械的共振点,便于系统调整。步进电机的控制为开环控制,启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象,停止时转速过高易出现过冲的现象,所以为保证其控制精度,应处理好升、降速问题。伺服电机按电流的特点可分为直流和交流两种,在生产应用上选择适合的伺服电机厂家">伺服电机厂家要根据机器的负载大小和速度来判断,从一般的原则上根据负载条件来选择伺服电机,在电机轴上所有的负载有两种,即阻尼转矩和惯量负载。这两种负载都要正确地计算,其值应满足下列条件:  1.大负载转矩,加载周期以及过载时间都在提供的特性曲线的准许范围以内。  2.电机在加速/减速过程中的转矩应在加减速区(或间断工作区)之内。 3.对要求频繁起,制动以及周期性变化的负载,必须检查它的在一个周期中的转矩均方根值。并应小于电机的连续额定转矩。4.当机床作空载运行时,在整个速度范围内,加在伺服电机轴上的负载转矩应在电机连续额定转矩范围内,即应在转矩速度特性曲线的连续工作区。     5.加在电机轴上的负载惯量大小对电机的灵敏度和整个伺服系统的精度将产生影响。通常,当负载小于电机转子惯量时,上述影响不大。但当负载惯量达到甚至超过转子惯量的5倍时,会使灵敏度和响应时间受到很大的影响。甚至会使伺服放大器不能在正常调节范围内工作。所以对这类惯量应避免使用。
回复

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

关注0

粉丝0

帖子1443

发布主题
阅读排行更多+
用心服务创业者
400-456-7895
周一至周五 9:00-18:00
意见反馈:green@Kgh_tyr.com

扫一扫关注我们

Powered by Discuz! X3.2© 2001-2013 Comsenz Inc.