中国电机行业的出口前景十分广阔

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怎样保养伺服电机选型要点 伺服电机的选型和维护

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tangxin 发表于 2020-6-9 15:57:29 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
目前,国内大部分数控系统生产企业仍需要进口伺服电机,这无疑增加了机床数控系统的成本。伺服系统承担着反馈信号的任务,性能好坏直接决定着数控系统的整体质量。如果国内伺服电机的功能部件产业不形成规模化的发展,数控产品的可靠性、价格以及机床整机的质量都不会提高。因此也出台了相关的政策,强调以市场需求为导向;以数控终端产品为主;以整机带动数控产业的发展.并重点解决数控系统和相关功能部件的可靠性和生产规模问题。随着伺服系统逐步的代替变频器,伺服电机驱动器在数控产品的作用发挥的越来越大了,它为各行业做好精密型工控产品的服务工作。作为数控系统的重要功能部件,伺服电机的性能直接影响着数控系统性能的发挥。它也是是机床数控系统的重要组成部分.交流伺服系统也已在很大范围内取代了直流伺服系统?同时.软件控制也逐渐取代硬件控制成为伺服技术发展的趋势。所以,伺服电机驱动器作为数控系统的重要功能部件,其发展也必然得到进一步推动。在技术方面,直线电机驱动所占的比重会越来越大,所以直线电机驱动在高速、高精加工机床上的应用已进入加速增长期。国内数控系统生产企业要在政策上契合、技术上领先?这样才能使国内机床数控系统功能部件得到更深层次的发展。同时,对于国内机床制造业也会起到极大的推动作用。
        伺服电机是一种补助马达加速的设备,伺服机电控制速度、位置非常准确.伺服机电就是闭环控制器控制的电机,比普通电机多个编码器反馈,能够根据给定和反馈来计算输出目标值,控制电机的运动速度及位移的机械.通常伺服机电的控制方法有:  伺服电机一般为三个环控制,所谓三环就是3个闭环负反馈PID调节系统。内的PID环就是电流环,此环完全在伺服驱动器内部进行,通过霍尔装置检测驱动器给电机的各相的输出电流,负反馈给电流的设定进行PID调节,从而达到输出电流尽量接近等于设定电流,电流环就是控制电机转矩的,所以在转矩模式下驱动器的运算,动态响应快。  第2环是位置环,它是外环,可以在驱动器和电机编码器间构建也可以在外部控制器和电机编码器或终负载间构建,要根据实际情况来定。由于位置控制环内部输出就是速度环的设定,位置控制模式下系统进行了所有3个环的运算,此时的系统运算量大,伺服电机厂家动态响应速度也慢.  第3环是速度环,通过检测的电机编码器的信号来进行负反馈PID调节,它的环内PID输出直接就是电流环的设定,所以速度环控制时就包含了速度环和电流环,换句话说任何模式都必须使用电流环,电流环是控制的根本,在速度和位置控制的同时系统实际也在进行电流的控制以达到对速度和位置的相应控制。1、速度模式:通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制,在有上位控制装置的外环PID控制时速度模式也可以进行定位,但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。位置模式也支持直接负载外环检测位置信号,此时的电机轴端的编码器只检测电机转速,位置信号就由直接的终负载端的检测装置来提供了,这样的优点在于可以减少中间传动过程中的误差,增加整个系统的定位精度。2.转矩控制:转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小,具体表现为例如10V对应5Nm的话,当外部模拟量设定为5V时电机轴输出为2.5Nm:如果电机轴负载低于2.5Nm时电机正转,外部负载等于2.5Nm时电机不转,大于2.5Nm时电机反转。可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小,也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。应用主要在对材质的受力有严格要求的缠绕和放卷的装置中,例如饶线装置或拉光纤设备,转矩的设定要根据缠绕的半径的变化随时更改以确保材质的受力不会随着缠绕半径的变化而改变。3、位置控制:位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小,伺服电机厂家通过脉冲的个数来确定转动的角度,也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制,所以一般应用于定位装置。
        步进电机与伺服电机   传统步进电机与伺服电机的基本区别在于电机类型及其控制方式。步进电机通常使用50到100极无刷电机,而典型的伺服电机只有4到12极。极点是电机的一个区域,其中北极或南极磁极是由永磁体磁铁或通过绕组的线圈通过电流产生的。   步进电机不需要编码器,因为它们可以在多个极点之间精确地移动,而极少数的伺服电机则需要一个编码器来跟踪它们的位置。当伺服单元读取电机编码器与指令位置[闭环]之间的差值,并调整移动所需的电流时,步进电机仅使用脉冲[开环]递增地移动。   步进机和伺服机之间的一些性能差异是各自电机设计的结果。步进电机比伺服电机有更多的极点。步进电机旋转一圈需要比伺服电机更多的电流通过绕组。与伺服相比,步进电机的设计会导致转速降低。使用更高的驱动总线电压通过减小绕组的电气时间常数来降低这种影响。相反地??,高极数在较低速度下具有有益效果,使得步进电机相对于相同尺寸的伺服电机具有扭矩优势。  另一个区别是每种电机类型的控制方式。传统的步进电机在开环恒流模式下工作。这是节约成本,因为大多数定位应用都不需要编码器。但是,以恒定电流模式运行的步进电机系统会在电机和驱动器中产生大量的热量,这是一些应用的考虑因素。伺服控制仅通过提供移动或保持负载所需的电机电流来解决此问题。它也可以提供一个峰值转矩,比加速时的最大连续电机转矩高几倍。然而,步进电机也可以通过增加一个编码器在全伺服闭环模式下进行控制。  与舵机相比,分档器更容易调试和维护。它们更便宜,特别是在小型电机应用中。如果在设计限制范围内操作,它们不会丢失步骤或需要编码器。步进电机在静止状态下保持稳定,并保持其位置没有任何波动,特别是在动态载荷下。  伺服系统在要求速度大于2,000转/分钟的高速应用中要求极高,而且在高速下要求高转矩或要求高动态响应。在低于2000RPM的转速下以及低到中等的加速度和高保持转矩下,步进的性能非常出色。
        变频器的多伺服电机传动方式,是用一台变频器同时为多台伺服电机供电,多用于轧钢的辊道和纤维机械中的卷筒等的传动,伺服电机可以采用异步伺服电机,也可以采用同步伺服电机,多台伺服电机的容量不必相同,但伺服电机的容量之和不得超过变频器的额定容量。电网功率因数可以保持较高的值。变频器中的整流电路,采用三相全波整流将交流电变换成直流电,电流的相位基本没有滞后,较之相机直接接到电网上,电网的功率因数要高很多,基本上接近1.变频器的电源侧功率因数在低速时有所减小。为采用二极管整流器的PWM变频器的输入功率因数特性,图7-12所示为采用晶闸管整流器的PWM变频器的输入功率因数特性。如果采用异步伺服电机,各伺服电机的转速可能因为转差率不同而略有差异;而采用同步伺服电机时,各伺服电机的转速则完全相同。多台同步伺服电机传动方式中,如果在运行中有一台伺服电机突然接入,则必须考虑新接入的伺服电机启动时和接近同步时的过大电流对运行中的其他伺服电机的冲击。应该注意的是;伺服电机的输入侧不能接改善功率因数用电容器,因为电容器可流入过大的高次谐波电流,并因此而损坏。通用变频器的使用,可以把诸如传送带,给料机。干燥机风扇,泵等多种机械,根据生产工艺的内在联系适当地组合起来,协调运行实现自动化控制。某些生产过程已经实现了多机联动的自动化控制,生产设备实现了合理化,生产力大幅度提高。用一台变频器同时控制多台伺服电机,是UIF控制型通用变频器的一大特长。例如。轧钢厂中钢坯或成品的输送车辊道就是用一台变频器传动多台异步伺服电机,而化纤厂中的计量泵,则是用一台变频器传动多台同步伺服电机同步旋转的例子。伺服电机驱动器伺服电机驱动器是一种多原料配料输送设置。由几台振动给料机和一条传送带组成。该装置由多台变频器协调传动,各变频器之间的关系由可编程序控制器(PLC)来协调,它可以完成原料配比的自动调整和输送速度与给料量之间的自动协调。这种给料装置是熔炼炉的矿石配料输送系统或家畜饲料生产设备中不可缺少的环节。天津市津酒集团的一条灌装生产线,其控制系统与前述系统相似,将刷瓶,灌装,压盖几道工序分别分别由多台变频器协调传动,极大地提高了生产率。
关键词:怎样保养伺服电机选型要点,伺服电机的选型和维护               
               
               
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