現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備應(yīng)用中在應(yīng)用場合隨著伺服電機技術(shù)的發(fā)展,從高扭矩密度乃至于高功率密度,使轉(zhuǎn)速的提升高過3000rpm,由于轉(zhuǎn)速的提升,使得伺服電機的功率密度大幅提升。這意味著伺服電機是否需要搭配減速機,其決定因素主要是從應(yīng)用的需求上及成本的考慮來審視。以下應(yīng)用場合搭配伺服行星減速機。
1、重負(fù)何:對負(fù)載做移動并要求精密定位時便有此需要。一般像是航空、衛(wèi)星、醫(yī)療、軍事科技、晶圓設(shè)備、機器人等自動化設(shè)備。他們的共同特征在于將負(fù)載移動所需的扭矩往往遠(yuǎn)超過伺服電機本身的扭矩容量。而透過減速機來做伺服電機輸出扭矩的提升,便可有效解決這個問題。
2、提升扭矩:輸出扭矩提升的方式,可能采用直接增大伺服電機的輸出扭矩方式,但這種方式不但使用昂貴大功率的伺服電機,電機還要有更強壯的結(jié)構(gòu),扭矩的增大正比于控制電流的增大,此時采用比較大的驅(qū)動器,功率電子組件和相關(guān)機電設(shè)備規(guī)格的增大,又會使控制系統(tǒng)的成本大幅增加。
3、提高使用性能:據(jù)了解,負(fù)載慣量的不當(dāng)匹配,是伺服控制不穩(wěn)定的大原因之一。對于大的負(fù)載慣量,可以利用減速比的平方反比來調(diào)配佳的等效負(fù)載慣量,以獲得佳的控制響應(yīng)。所以從這個角度來看,行星減速機為伺服應(yīng)用的控制響應(yīng)的佳匹配。
4、降低設(shè)備成本: 從成本觀點,假設(shè)0.4KW的AC伺服電機搭配驅(qū)動器,需耗費一單位設(shè)備成本,以5KW的AC伺服電機搭配伺服驅(qū)動器耗費15單位成本,但是若采用0.4KW伺服電機與驅(qū)動器,搭配一組減速機就能夠達到前述耗費15個單位成本才能完成的事,在操作成本上節(jié)省50%以上。
因此使用者依其加工需求不同,決定選用的行星齒輪減速機產(chǎn)品。一般而言,在機臺運轉(zhuǎn)上有低速、高扭矩、高功率密度場合需求,絕大部分采用行星齒輪減速機。
使用低損失的GaN功率半導(dǎo)體,即使高頻驅(qū)動,也能降低驅(qū)動器部和電機部的損失,提高輸入輸出效率。
伺服系統(tǒng)的小型化采用高放熱結(jié)構(gòu),使驅(qū)動器部小型化,實現(xiàn)內(nèi)置于伺服電機的結(jié)構(gòu)。增加外部軸也不需要增加驅(qū)動器。
另外,在多軸伺服系統(tǒng)中,控制柜內(nèi)的數(shù)臺伺服驅(qū)動器部只需一臺逆變器,能夠?qū)崿F(xiàn)控制柜的小型化。
省配線電源為多點連接,指令為基于MECHATROLINK-Ⅲ的星型鏈接,減少了配線數(shù)量,并減少了配線所需空間。
靜音化以超過可聽頻率的高頻波驅(qū)動,降低電機發(fā)出的高頻噪音。
節(jié)能化通過直流母線可以一并連接數(shù)臺設(shè)備,在使用數(shù)臺伺服電機的多軸系統(tǒng)中,再生能量可供其他驅(qū)動器內(nèi)置型伺服電機使用。
防水結(jié)構(gòu)驅(qū)動器部和電機部一樣,都采用防水結(jié)構(gòu)(IP67),和防水連接器組合使用,可用于有水的環(huán)境。
注:逆變器多可連接8臺驅(qū)動器內(nèi)置型伺服電機。(因電纜長度,逆變器容量而不同)
伺服電機的特點
1、 精度:實現(xiàn)了位置,速度和力矩的閉環(huán)控制;克服了步進電機失步的問題;
2、轉(zhuǎn)速:高速性能好,一般額定轉(zhuǎn)速能達到2000~3000轉(zhuǎn);
3、適應(yīng)性:抗過載能力強,能承受三倍于額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)載,對有瞬間負(fù)載波動和要求快速起動的場合特別適用;
4、穩(wěn)定:低速運行平穩(wěn),低速運行時不會產(chǎn)生類似于步進電機的步進運行現(xiàn)象。適用于有高速響應(yīng)要求的場合;
5、及時性:電機加減速的動態(tài)相應(yīng)時間短,一般在幾十毫秒之內(nèi);
6、舒適性:發(fā)熱和噪音明顯降低
伺服電機的應(yīng)用領(lǐng)域就太多了。只要是要有動力源的,而且對精度有要求的一般都可能涉及到伺服電機。如:機床、印刷設(shè)備、包裝設(shè)備、紡織設(shè)備、激光加工設(shè)備、機器人、自動化生產(chǎn)線等對工藝精度、加工效率和工作可靠性等要求相對較高的設(shè)備電機
伺服電機(servomotor)是指在伺服系統(tǒng)中控制機械元件運轉(zhuǎn)的發(fā)動機,是一種補助馬達間接變速裝置。
伺服電機可使控制速度,位置精度非常準(zhǔn)確,可以將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動控制對象。伺服電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號控制,并能快速反應(yīng),在自動控制系統(tǒng)中,用作執(zhí)行元件,且具有機電時間常數(shù)小、線性度高、始動電壓等特性,可把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動機兩大類,其主要特點是,當(dāng)信號電壓為零時無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象,轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。
伺服電機怎么維修?維修伺服電機有沒有什么實用技巧,下面為大家揭秘:
1、機械局部維修為軸承損壞改換。相關(guān)于普通電機的維修,只是軸承上特殊了。由于大多數(shù)伺服電機是同步電機,轉(zhuǎn)子上帶磁極,用普通資料不可以處理問題,所以資料定制變得特別關(guān)鍵,同時對位請求也比普通電機更高,但改換過程并不復(fù)雜,與普通電機維修區(qū)別不大。
2、電氣局部維修主要為繞線、充磁和編碼器的維修。
(1)繞線相對簡單,只需依據(jù)原有電機的線路和線徑繞回去就能夠了,前提是選用銅線要的資料。
(2)充磁需求有一定技術(shù)含量,通常為機外充磁與拆開充磁,前者合適一些定子磁場的充磁;而拆開充磁需求有技巧,除了需獲知原有馬達的磁強,還需求理解散布狀況,同時外形要有,在選擇材質(zhì)方面同樣關(guān)鍵,耐高溫、耐高電磁干擾的資料要思索。
(3)編碼器改換與維修是伺服電機維修中考驗技術(shù)含量的,畢竟進口的伺服電機大多是非規(guī)范的通訊格式。早期增量型產(chǎn)品的能夠相互配換,但新一代產(chǎn)品曾經(jīng)構(gòu)成各自不同的內(nèi)部規(guī)范,不同廠家具備不同的規(guī)范形式,加上脈沖密渡過大,另外編碼器的對位有不同的算法,使短少了共用性,形成維修的難度加大。
直流伺服電機分為有刷和無刷電機。
有刷電機成本低,結(jié)構(gòu)簡單,啟動轉(zhuǎn)矩大,調(diào)速范圍寬,控制容易,需要維護,但維護方便(換碳刷),產(chǎn)生電磁干擾,對環(huán)境有要求。因此它可以用于對成本敏感的普通工業(yè)和民用場合。
無刷電機體積小,重量輕,出力大,響應(yīng)快,速度高,慣量小,轉(zhuǎn)動平滑,力矩穩(wěn)定??刂茝?fù)雜,容易實現(xiàn)智能化,其電子換相方式靈活,可以方波換相或正弦波換相。電機免維護,效率很高,運行溫度低,電磁輻射很小,命,可用于各種環(huán)境。
交流伺服電機也是無刷電機,分為同步和異步電機,目前運動控制中一般都用同步電機,它的功率范圍大,可以做到很大的功率。大慣量,高轉(zhuǎn)動速度低,且隨著功率增大而快速降低。因而適合做低速平穩(wěn)運行的應(yīng)用。