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  • 热度 8
    2016-1-28 14:21
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    20世纪80年代以来,随着集成电路、电力电子技术和交流可变速驱动技术的发展,永磁交流伺服驱动技术有了突出的发展,各国著名电气厂商相继推出各自的交流伺服电动机和伺服驱动器系列产品并不断完善和更新。交流伺服系统已成为当代高性能伺服系统的主要发展方向,使原来的直流伺服面临被淘汰的危机。90年代以后,世界各国已经商品化了的交流伺服系统是采用全数字控制的正弦波电动机伺服驱动。交流伺服驱动装置在传动领域的发展日新月异。永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较,主要优点有: ⑴无电刷和换向器,因此工作可靠,对维护和保养要求低。 ⑵定子绕组散热比较方便。 ⑶惯量小,易于提高系统的快速性。 ⑷适应于高速大力矩工作状态。 ⑸同功率下有较小的体积和重量。 交流伺服电动机的工作原理与分相式单相异步电动机虽然相似,但前者的转子电阻比后者大得多,所以伺服电动机与单机异步电动机相比,有三个显著特点: A、起动转矩大 由于转子电阻大,其转矩特性曲线与普通异步电动机的转矩特性曲线相比,有明显的区别。它可使临界转差率S0>1,这样不仅使转矩特性(机械特性)更接近于线性,而且具有较大的起动转矩。因此,当定子一有控制电压,转子立即转动,即具有起动快、灵敏度高的特点。 B、运行范围较广 C、无自转现象 正常运转的伺服电动机,只要失去控制电压,电机立即停止运转。当伺服电动机失去控制电压后,它处于单相运行状态,由于转子电阻大,定子中两个相反方向旋转的旋转磁场与转子作用所产生的两个转矩特性(T1-S1、T2-S2曲线)以及合成转矩特性(T-S曲线) 交流伺服电动机的输出功率一般是0.1-100W。当电源频率为50Hz,电压有36V、110V、220、380V;当电源频率为400Hz,电压有20V、26V、36V、115V等多种。 交流伺服电动机运行平稳、噪音小。但控制特性是非线性,并且由于转子电阻大,损耗大,效率低,因此与同容量直流伺服电动机相比,体积大、重量重,所以只适用于0.5-100W的小功率控制系统。
  • 热度 9
    2015-11-9 14:01
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    伺服系统(servomechanism)又称随动系统,是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。伺服系统使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)的任意变化的自动控制系统。伺服系统是工业控制领域重要的一部分,下面是在中国伺服系统领域的十大企业,排名不分先后。 一、深圳市汇川技术股份有限公司 深圳汇川成立于成立于2003年4月,并于2010年9月28日在A股创业板成功上市(股票简称:汇川技术,股票代码:300124)。上市发行股票2700万股,募集资金总额19.41亿元,目前公司市值约120亿元。 经过10年的高速发展,公司已经成为国内工业自动化控制领域的领军企业。技术创新能力、销售收入和纳税额连续多年保持国内同行业领先水平,公司已经成为引领变频器、伺服、PLC等产品进口替代的民族先锋企业。 公司是专门从事工业自动化控制产品的研发、生产和销售的高新技术企业。主要产品有低压变频器、高压变频器、一体化及专机、伺服系统、PLC、HMI、永磁同步电机、电动汽车电机控制器、光伏逆变器等;主要服务于装备制造业、节能环保、新能源三大领域,产品广泛应用于电梯、起重、机床、金属制品、电线电缆、塑胶、印刷包装、纺织化纤、建材、冶金、煤矿、市政、汽车等行业。公司在低压变频器市场的占有率在国产品牌厂商中名列前茅,其中一体化及专机产品在多个细分行业处于业内首创或领先地位。 公司是国家高新技术企业,掌握了高性能矢量变频技术、PLC技术、伺服技术和永磁同步电机等核心平台技术。至2012年12月31日,公司拥有已获证书的专利119项,其中发明专利11项,实用新型77项,外观专利31项;公司已向国家知识产权局申报,但尚未获得证书的专利146项,其中发明专利110项,实用新型专利35项,外观专利1项;公司及其控股子公司共取得49项软件著作权。公司拥有员工1834人,其中专门从事核心平台技术的研究、应用技术的研究和产品的开发的研发团队492人。 二、安川电机(中国)有限公司 安川电机(中国)有限公司是安川电机在中国的总公司,前身为安川电机在上海市的销售子公司,与2011年向该子公司增资成立“安川电机(中国)有限公司”总公司,统一管理位于上海、北京、辽宁省沈阳市的六家子公司,并在管理、销售、生产方面实现相互协作。 安川电机的驱动控制事业部把多样的革新及世界最新技术整合到变频器之中并进行了产品化,取得了行业的领先地位。这些最尖端的技术作为世界标准已经渗透到各个领域,而变频器的品质、性能、功能享誉于世界,由此确保了全球No.1的市场份额。 配有速度频率响应为1.6kHz的伺服驱动器、控制轴数最多达到256轴的控制器等最先端产品。从一般工业用机械到半导体、电子零部件制造设备,我们都能提供适合于各种用途的最匹配的伺服、控制器产品。 以面向冶金、电力、水泥、市政、石化等行业用高压变频器的销售和技术服务为主,同时从事日本安川电机系统工程部门的CP系列控制器、高低压交直流传动装置、高低压交直流电机、相关配套器件等各类工程型产品的销售和服务窗口工作。 安川电机的技术和产品,在电子元件安装装置、机床设备及一般产业机械、医疗器械等广阔领域得到应用。其代表是创造高附加值机械及支持其信息化的机械控制器、实现节能和机械自动化的变频器、以及被认为是机械心脏的伺服电机。 丰富的运动及控制可选组件,使接入到系统中的伺服系统和输入/输出设备能提供高速、高精度的响应。MECHATROLINK支持运动控制网,1:n同步通信,满足高精度运动控制性能。同时,支持开放的工业标准网络。 作为该公司特长的机电一体化机器和丰富技术经验的驱动工艺,以世界产业界为舞台,为实现超高速、超精密的控制作出贡献。 三、北京发那科机电有限公司 北京发那科机电有限公司是由北京机床研究所与日本FANUC公司于1992年共同组建的合资公司,专门从事机床数控装置的生产、销售与维修。注册资金1130万美元,美国GE-Fanuc和北京实创开发总公司各参股10%,中外双方股比各占50%。 合资公司成立以来,本着“用户至上、服务为本、品质第一”的理念,以振兴发展中国数控机床为己任,艰苦奋斗,取得显著成绩。已累计生产、销售数控装置6.5万台以上,承担着国内使用着的12万多台配备FANUC系统的数控机床维修任务。为了更好地满足用户的多种需求,公司还成立了子公司-北京发那科数控工程公司,专门从事数控机床改造、交钥匙工程及电缆制作等业务。 公司从事发那科0i系列、0系列、PM-0等数控系统的销售、维修、用户培训及技术服务。承担FANUC公司其他系列的数控系统及交流伺服单元、电机、交流主轴单元、电机的委托销售、维修及技术咨询。从事数控机床改造、交钥匙柜工程及电缆制作。 四、卧龙电气集团股份有限公司 卧龙电气集团股份有限公司(股票代码:600580),地处长三角中心区域--浙江省上虞经济开发区。公司现有4个事业部、8家控股子公司。控股子公司包括有与全球500强日本松下合资经营的家用电机公司、与意大利欧力合资经营的欧力卧龙振动机械有限公司等,目前已拥有浙江上虞、浙江绍兴、浙江杭州、宁夏银川、湖北武汉、北京六大生产基地、六大产业园区,具备了年产上亿台的生产能力。 卧龙制造业专业生产各类工业电机及其自动化、微电机、家用电机、电源电池、电动自行车、特种牵引变压器和电气化成套装备等40大系列3000多个品种,主导产品在国内市场占有率达20%以上,并被评为“中国名牌”产品,获得国家免检产品资格,卧龙商标被工商认定为中国驰名商标。公司综合实力已连续多年位居中国电机制造业榜首。 五、深圳市英威腾电气股份有限公司 深圳市英威腾电气股份有限公司成立于2002年,致力于成为全球领先、受人尊敬的电气传动、工业控制、新能源领域的产品与服务供应商。英威腾是国家火炬计划重点高新技术企业,目前拥有11家控股子公司,依托于电力电子、自动控制、电机控制、节能环保、物联网、信息化等关键技术的掌握,主要产品涵括高、中、低压变频器、电梯智能整体机、伺服系统、PLC、HMI、电机和电主轴、SVG、UPS、光伏逆变器等。英威腾现有员工1600多人,大型生产基地4个,营销网络遍布国内及海外60多个国家和地区。 英威腾电气生产的变频器及其相关产品,在石化、钢铁、建材、油田、化工、纺织、印刷、塑胶、机床、矿山等行业成功的、广泛的应用,获得了客户的一致赞誉和好评,这也充分证明了英威腾电气是当之无愧的国产变频器中的实力品牌、领先品牌。 目前,英威腾电气目前已在全国建立了系统的营销网络,在无锡、杭州、西安、济南、沈阳、上海、武汉、泉州等地设立了二十余个分支机构,与上百家渠道商建立了合作联盟,上千家用于建立了长期合作关系,产品远销亚、非、欧美都海外国家和地区。 六、大连电机集团有限公司 大连电机集团有限公司的前身是大连电机厂,是改制而成的股份制企业,成立于1946年,是一家电机与拖动、控制与驱动产品的开发、设计、制造、销售的技术型专业公司。是中国第一台变频电机的诞生地,是中国电机行业质量金奖的唯一获得者。大连电机有限公司现有职工近2000人,包含200名工程技术人员,是一支具有专业精深技术背景和长期实践经验的年轻的知识性团队。 大连电机集团有限公司所具有的自主创新能力,设计研发能力是公司的核心能力。自公司成立至今,在Y系列、Y2系列等电机的生产制造的基础上,高效三相异步电动机,现已开发并推向市场新一代MD1C系列三相异步电动机、MDSP系列变频电机、YBP系列、YGP系列高端变频电机、YH系列高转差率电动机、MD1H高转差率电动机、数控机床主轴伺服电机、Y系列三相异步电动机、Y2系列三相异步电动机、低压大功率三相异步电动机、低压大功率水冷变频电机、Y系列高压三相异步电动机、GJ系列发酵罐搅拌机电机、GJ/SP系列发酵罐搅拌机变频电机、YPKK系列高压变频电机、YG辊道电机、YEJ电磁制动电机、YEL电磁制动电机、YKK等各行业所需的电机。 公司的伺服控制类电机业有很好的成绩以及发展: 1.开发出具有现在最新技术水准的YSFZ/YSFJ系列交流伺服电机和DMS系列交流永磁伺服控制器并且已经广泛用于各种数控机床的伺服主轴和进给系统; 2.从日本引进永磁伺服电机的制造技术与工艺,经提高、再创新后,新一代的交流永磁伺服电机业开始进入市场; 3.在特殊伺服电机方面,我公司为机床行业开发了多种助理电机以及高速伺服电机和低频低速大扭矩伺服电机等等(10HZ、15HZ、20HZ、25HZ)。 4.伺服控制类主轴伺服电机销售量在国内市场占有率第一; 5.电站风冷岛变频调速电机市场占有率第一,达95%以上(全世界只有西门子,ABB和大连电机厂生产); 6.数控车床用低频大扭矩矢量控制型变频调速电机占有率第一。 7.隔爆式直驱式螺杆泵伺服电机 8.电动汽车专用电机 七、广州数控设备有限公司 广州数控(GSK)——中国南方数控产业基地,广东省20家重点装备制造企业之一,国家863重点项目《中档数控系统产业化支撑技术》承担企业,拥有全国最大的数控机床连锁超市。公司秉承科技创新、追求卓越品质,以提高用户生产力为先导,以创新技术为动力,为用户提供GSK全系列机床控制系统、进给伺服驱动装置和伺服电机、大功率主轴伺服驱动装置和主轴伺服电机等数控系统的集成解决方案,积极推广机床数控化改造服务,开展数控机床贸易。 GSK是国内最大的机床数控系统研发、生产基地、科研开发人员800多人、年投入科研经费占销售收入8%以上,年新产品收入占总销售的75%以上。GSK拥有国内一流的生产设备和工艺流程,年产销数控系统连续10年全国第一,占国内同类产品市场的1/2份额。 八、罗克韦尔自动化制造(上海)有限公司 罗克韦尔自动化制造(上海)有限公司成立于2004年6月,其母公司为罗克韦尔自动化有限公司总部位于美国威斯康星州密尔沃基市,在全球80多个国家设有分支机构,现有雇员约22,000人。 其在伺服系统领域具有强大的优势,它的产品有ABMicroLogix1500可编程序控制器 ·ABPowerFlex7000中压变频器 ·ABPowerFlex6000中压变频器 ·ABPowerFlex4交流变频器 ·ABPowerFlex700交流变频器 ·ABProcessLogix过程控制系统 ·AB设备网(DeviceNet)网络 ·AB智能马达控制器 ·ABontrolNet)网络 ·RockwellAutomation-AB1336IMPACT变频器 ·RockwellAutomation-AB1336PLUSII变频器 ·RockwellAutomation-ABBulletin1560D/1562D中压智能马达控制器 ·RockwellAutomation-ABControlLogix控制系统 ·RockwellAutomation-ABFLEXI/O ·RockwellAutomation-ABMicroLogix1200系统 ·RockwellAutomationH系列电机 ·RockwellAutomationKinetix6000多轴伺服驱动器 ·RockwellPM3000及PMII电力监视器 ·ROCKWELLRSView32人机接口软件 ·ROCKWELL-Kinetix1394交流伺服驱动器 ·ROCKWELL-Kinetix8720MC高性能驱动器 ·ROCKWELL-KinetixMP系列低惯量伺服电机 ·ROCKWELL-KinetixMP系列集成减速箱电机 ·ROCKWELL-KinetixUltra3000全数字伺服驱动器 ·ROCKWELL-KinetixUltra5000智能伺服驱动器 ·ROCKWELL-Kinetix伺服电机1326AB ·ROCKWELL-Kinetix伺服电机1326AH ·ROCKWELL-Kinetix伺服电机1326AS 九、珠海松下马达有限公司 珠海松下马达有限公司(PMRZ)成立于1993年5月。隶属于松下电器产业株式会社电化住宅设备机器社,为日本独资企业。公司主要研究开发、设计、生产和销售自产的新型机电元件,精密轴承,三轴以上联动的数控系统及伺服装置,上述产品的零部件、半成品、精冲模、模具标准件,及其技术服务和售后服务;相关生产设备的研究开发、设计;从事非配额许可证管理非专营商品的收购出口业务。 十、武汉华中数控股份有限公司 武汉华中数控股份有限公司创立于1994年,注册资本6506万元,公司有一支精干的专门从事产品市场服务和支持的技术团队,80%员工具有大学以上学历,还有数十名硕士、博士研究生常年在公司从事前沿技术研究和开发。 主导产品:数控系统:具有自主版权的华中I型数控系统荣获了国家科技进步二等奖和国家教委科技进步一等奖;具有自主知识产权的华中“世纪星”高、中、低端系列数控系统产品,销售近万台套,与国内数十家著名主机厂实现了批量配套,其中五轴联动数控产品打破国外技术封锁,成为我国军工企业(南昌洪都航空集团)选用的首台全国产化高档数控设备。 伺服驱动:具有自主知识产权的数字交流伺服驱动单元和主轴伺服驱动单元系列产品,销售2.5万台,已列入军方采购目录,并已为6条军舰雷达和8台车载雷达的伺服驱动的配套合同。伺服电机与伺服主轴:具有自主知识产权的GK6、GK7全系列永磁同步交流伺服电机和GM7系列交流伺服主轴实现了批量生产,成为目前国内唯一拥有成套核心技术自主知识产权(包括数控系统、伺服单元和电机、主轴单元及主轴电机等)和自主配套能力的企业。 红外热像仪:具有自主知识产权的焦平面红外热像仪广泛应用于电力、化工、冶金、军工行业。 公司8个产品获得国家级重点新产品称号,形成车床、铣床、加工中心、仿形、轧辊磨、非圆齿扇插齿机、齿条插齿机、镗床、激光加工、玻璃机械、纺织机械、医疗机械等30多个数控系统应用品种。
  • 热度 6
    2015-10-30 10:32
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    伺服电机servomotor “伺服”一词源于希腊语“奴|隶”的意思。“伺服电机”可以理解为绝对服从控制信号指挥的电机:在控制信号发出之前,转子静止不动;当控制信号发出时,转子立即转动;当控制信号消失时,转子能即时停转。 伺服电机是自动控制装置中被用作执行元件的微特电机,其功能是将电信号转换成转轴的角位移或角速度。 伺服电机分为交流伺服和直流伺服两大类 交流伺服电机的基本构造与交流感应电动机(异步电机)相似。在定子上有两个相空间位移90°电角度的励磁绕组Wf和控制绕组WcoWf,接恒定交流电压,利用施加到Wc上的交流电压或相位的变化,达到控制电机运行的目的。交流伺服电机具有运行稳定、可控性好、响应快速、灵敏度高以及机械特性和调节特性的非线性度指标严格(要求分别小于10%~15%和小于15%~25%)等特点。 直流伺服电机基本构造与一般直流电动机相似。电机转速n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j,式中E为电枢反电动势,K为常数,j为每极磁通,Ua、Ia为电枢电压和电枢电流,Ra为电枢电阻,改变Ua或改变φ,均可控制直流伺服电动机的转速,但一般采用控制电枢电压的方法,在永磁式直流伺服电动机中,励磁绕组被永久磁铁所取代,磁通φ恒定。直流伺服电动机具有良好的线性调节特性及快速的时间响应。 直流伺服电机的优点和缺点 优点:速度控制精确,转矩速度特性很硬,控制原理简单,使用方便,价格便宜。 缺点:电刷换向,速度限制,附加阻力,产生磨损微粒(无尘易爆环境不宜) 交流伺服电机的优点和缺点 优点:速度控制特性良好,在整个速度区内可实现平滑控制,几乎无振荡,90%以上的高效率,发热少,高速控制,高精确度位置控制(取决于编码器精度),额定运行区域内,可实现恒力矩,惯量低,低噪音,无电刷磨损,免维护(适用于无尘、易爆环境) 缺点:控制较复杂,驱动器参数需要现场调整PID参数确定,需要更多的连线。 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,对使用环境有要求,通常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,力矩稳定转动平滑,控制复杂,智能化,电子换相方式灵活,可以方波或正弦波换相,电机免维护,高效节能,电磁辐射小,温升低寿命长,适用于各种环境。 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,其功率范围大,功率可以做到很大,大惯量,最高转速低,转速随功率增大而匀速下降,适用于低速平稳运行场合 伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器将反馈信号传给驱动器,对反馈值与目标值进行比较,从而调整转子转动的角度,伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。 什么是伺服电机?有几种类型?工作特点是什么? 答:伺服电动机又称执行电动机,在自动控制系统中用作执行元件,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。 伺服电机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。 交流伺服电机和无刷直流伺服电机在性能上有什么区别? 答:交流伺服电机的性能要好一些,因为交流伺服是正弦波控制,转矩脉动小;而无刷直流伺服是梯形波控制。但无刷直流伺服实现控制比较简单,便宜。 永磁交流伺服驱动技术的迅猛发展使直流伺服系统面临被淘汰的危机[/p][p=30, 2,left]20世纪80年代以来,随着集成电路、电力电子技术和交流可变速驱动技术的发展,永磁交流伺服驱动技术有了突出的发展,各国著名电气厂商相继不断推出新的交流伺服电机和伺服驱动器系列产品。交流伺服系统已成为当代高性能伺服系统的主要发展方向,使直流伺服系统面临被淘汰的危机。 永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较,主要优点有: ⑴无电刷和换向器,运行更可靠,免维护。 ⑵定子绕组发热大大减少。 ⑶惯量小,系统快速响应性好。 ⑷高速大力矩工作状态好。 ⑸相同功率下|体积小重量轻。 伺服电机原理 交流伺服电动机 交流伺服电动机定子的构造基本上与电容分相式单相异步电动机相似。其定子上装有两个位置互差90°的绕组,一个是励磁绕组Rf,它始终接在交流电压Uf上;另一个是控制绕组L,联接控制信号电压Uc。所以交流伺服电动机又称两个伺服电动机。 交流伺服电动机的转子通常做成鼠笼式,但为了使伺服电动机具有较宽的调速范围、线性的机械特性,无“自转”现象和快速响应的性能,它与普通电动机相比,应具有转子电阻大和转动惯量小这两个特点。目前应用较多的转子结构有两种形式:一种是采用高电阻率的导电材料做成的高电阻率导条的鼠笼转子,为了减小转子的转动惯量,转子做得细长;另一种是采用铝合金制成的空心杯形转子,杯壁仅0.2-0.3mm,空心杯形转子的转动惯量很小,反应迅速,而且运转平稳,因此被广泛采用。 交流伺服电动机在没有控制电压时,定子内只有励磁绕组产生的脉动磁场,转子静止不动。当有控制电压时,定子内便产生一个旋转磁场,转子沿旋转磁场的方向旋转,在负载恒定的情况下,电动机的转速随控制电压的大小而变化,当控制电压的相位相反时,伺服电动机将反转。 交流伺服电动机的工作原理与电容运转式单相异步电动机虽然相似,但前者的转子电阻比后者大得多,所以伺服电动机与电容运转式异步电动机相比,有三个显著特点: 1、起动转矩大:由于转子电阻大,使转矩特性(机械特性)更接近于线性,而且具有较大的起动转矩。因此,当定子一有控制电压,转子立即转动,即具有起动快、灵敏度高的特点。 2、运行范围宽:运行平稳、噪音小。[/p][p=30,2,left]3、无自转现象:运转中的伺服电动机,只要失去控制电压,电机立即停止运转。 什么叫做“精密传动微特电机”? “精密传动微特电机”能够在系统中快速而正确地执行频繁变化的指令,带动伺服机构完成指令所期望的工作,大多能够满足以下要求: 1、能频繁启动、停止、制动、反转及低速运行,且机械强度高、耐热等级高、绝缘等级高。 2、快速相应能力好,转矩较大,转动惯量小,时间常数小。 3、带有驱动器和控制器(如伺服电机、步进电机),控制性能良好。 4、高可靠性,高精度。 “精密传动微特电机”的类别、结构和性能 1、交流伺服电机 (1)笼型两相交流伺服电机(细长笼型转子、机械特性近似线性、体积和励磁电流小、小功率伺服、低速运转不够平滑) (2)非磁性杯型转子两相交流伺服电机(空心杯转子、机械特性近似线性、体积和励磁电流较大、小功率伺服、低速运转平滑) (3)铁磁杯型转子两相交流伺服电机(铁磁材料杯型转子、机械特性近似线性、转子转动惯量大、齿槽效应小、运行平稳) (4)同步型永磁交流伺服电机(由永磁同步电机、测速机及位置检测元件同轴一体机组,定子为3相或2相,磁性材料转子,必须配驱动器;调速范围宽、机械特性由恒转矩区和恒功率区组成,可连续堵转,快速相应性能好,输出功率大,转矩波动小;有方波驱动和正弦波驱动两种方式,控制性能好,为机电一体化产品) (5)异步型三相交流伺服电机(转子与笼型异步电机相似,必须配驱动器,采用矢量控制,扩大了恒功率调速范围,多用于机床主轴调速系统) 2、直流伺服电机 (1)印制绕组直流伺服电机(盘形转子、盘形定子轴向粘接柱状磁钢,转子转动惯量小,无齿槽效应,无饱和效应,输出转矩大) (2)线绕盘式直流伺服电机(盘形转子、定子轴向粘接柱状磁钢,转子转动惯量小,控制性能优于其他直流伺服电机,效率高,输出转矩大) (3)杯型电枢永磁直流电机(空心杯转子,转子转动惯量小,适用于增量运动伺服系统) (4)无刷直流伺服电机(定子为多相绕组,转子为永磁式,带转子位置传感器,无火花干扰,寿命长,噪声低) 3、力矩电机 (1)直流力矩电机(扁平结构,极数槽数换向片数串联导体数多;输出转矩大,低速或堵转下可连续工作,机械和调节特性好,机电时间常数小) (2)无刷直流力矩电机(与无刷直流伺服电机结构相似,但为扁平状,极数槽数串联导体数多;输出转矩大,机械和调节特性好,寿命长,无火花,噪声低) (3)笼型交流力矩电机(笼型转子,扁平结构,极数槽数多,启动转矩大,机电时间常数小,可长期堵转运行,机械特性较软) (4)实心转子交流力矩电机(铁磁材料实心转子,扁平结构,极数槽数多,可长期堵转,运行平滑,机械特性较软) 4、步进电机 (1)反应式步进电机(定转子均由硅钢片叠成,转子铁心上无绕组,定子上有控制绕组;步距角小,启动与运行频率较高,步距角精度较低,无自锁力矩) (2)永磁步进电机(永磁式转子,径向磁化极性;步距角大,启动与运行频率低,有保持转矩,消耗功率比反应式小,但须供正、负脉冲电流) (3)混合式步进电机(永磁式转子,轴向磁化极性;步距角精度高,有保持转矩,输入电流小,兼有反应式和永磁式两者的优点) 5、开关磁阻电机 (定转子均由硅钢片叠成,都为凸极式,与极数相接近的大步距反应式步进电机结构相似,带有转子位置传感器,转矩方向与电流方向无关,调速范围小,噪声大,机械特性由恒转矩区、恒功率区、串励特性区三部分组成) 6、直线电机 (结构简单,导轨等可作为二次导体,适用于直线往复运动;高速伺服性能好,功率因数和效率高,恒速运行性能优)
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    2015-10-14 15:52
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    关于伺服、伺服驱动器、伺服电机、伺服系统,随便拿出去问,百分之九十九的人都是不熟悉不清楚不了解的,我想,就算是与伺服相关的工作人员,数控自动化等工控领域的技术人才,大多也觉得对伺服‘一知半解’。我接触过很多伺服从业人员,销售公司的业务、技术人员,数控自动化系统开发的电工、技术人员、工程师,乃至伺服品牌本身个岗位领域的人才,其中包括技术工程师。要说真的理解很深刻,还是感觉不明显。 当然,毫无疑问,对于本岗位本工作信息乃至技术,他们都是相当专业的,比如销售人员,对于自销伺服类比、系列、型号,选型、乃至技术特点,没谁比他熟悉;比如售前技术工程师,对于每款伺服的特性、参数设置特点,乃至调试经验,尤其是资深工程师,绝对是专业专家级。 但是,作为一个骨灰级电子爱好者,一位长期接触过不少各式各样电子产品,专业从事过高至某著名通信品牌基站通信设备维修,以及如今从事变频、伺服、工控机、工控屏维修的电子产品维修人员,每每接触到都能读到,他们对伺服技术、性能、参数乃至故障原因,等等一些认知和理解伺服的渴求,接触经销商、代理商,他们最大的渴求和希望,就是我们能够提供他们技术支持,当然不是设备损坏的维修技术。不难理解,他们技术支持工程师,每每出去,总是指不定遇到如何刁钻,如何离奇古怪的技术问题,系统调试难题,而且,基本时间都相当紧迫(客户大多都久攻不下、电话咨询尝试尽了想得到的种种方案可能)。伺服驱动器伺服系统是好的,装上去却不能按预计的方案工作,三百多项的伺服内部调试参数和上位机编程等等多个系统相辅相成的配合工作这,只要找不出原因结症所在,问题就不能得到有效的解决。期待我们这些专攻电子技术、电路特性原理,乃至修复解决伺服故障的从业人员,能够给个深刻的解读方案、一种思路、一个灵感,就选得相当自然,和从分需求了。没错,作为维修人员,对伺服系统的硬件技术的确比较熟悉,由于这是智能系统,也往往可以根据故障特性对参数设置,有另一层面的认识和理解,这是自然的。当然,术有专攻,资深才能认知到位理解深刻,这是自然的规律。 好了,闲话少说,得照照题,题目是‘伺服通俗解读’。要很好照应题目,我想还要花些口舌,说些基础、常识。 伺服是什么?其实,伺服就是一个电机,和控制这个电机的驱动器。电机就叫伺服电机,驱动器自然叫伺服驱动器,‘伺服’源自于控制,精确控制的代名词。——很显然,为了控制电机,精确控制电机,专门研发出“伺服”这样的一种系统。到此,可能很多人会奇怪:控制个电机为什么要做个这么复杂的系统呢?这不得不引入电机应用、原理以及发展的一些信息了。 电机,是运用电磁原理,通电线圈在磁场环境产生作用力作用而转动的一种电子产品。电子根据应用发展有直流电机、交流电机;直流又分有刷、无刷电机之分,主要是因为有刷电机必须定期更换碳刷,维护麻烦人类设计出刷电机;交流电机又分单相、三相、同步、异步等。电机是蒸汽机、内燃机外产生运动必须的载体,所以根据各自各样的应用和工作要求,早期人类就设计出了如此多的电机品种和类别,各有各的特长和优点,所以存在的相当长的一段时间,不过它们的固有缺点与特性,日渐不能满足人类的需求,比如,所有电机的速度都不易控制,即使以控制速度见长的直流电机,要想准恒定定在某个转速上还是很难很难的;又如,由电磁原理我们不难发现,电机线圈通常是铜等低阻抗的材质组成,那么通电瞬间电流是可以很大很大的,磁场对线圈的作用力跟这个通过的电流密切先关,只有在电机转起来转速恒定,感抗恒定才使得电机的通电电流恒定,经验表明,启动瞬间电机的电流是电机正常工作电流的5~10倍,而且,电机在低于3倍的电流之下,启动乏力。这是电机至今的固有特点缺点,至此,我们也不难明白,通电中的电机一旦发生堵转(通俗说就是掐死不动了),通电电流对其可是灾难性的。同时我们也不难明白,相对于传动系统来说,电机启动瞬间的扭力可是具有很大破坏力的,因为跟正常工作状态时的扭力差距太大。 因此,人们一直以来都在着力研究电机的速度和扭力控制问题。后来,人们在变频技术上得到突破,开发了变频驱动器,它在一定程度上可以控制三相电机的数度,而且也一定程度缓解了电机启动瞬间的扭力和转动加速度问题。如今我们日常使用的升降电梯速度可变,和上产中的自动扶梯速度可变,基本都是运用变频技术。变频技术就是利用逆变技术控制电机的三相供电频率电流可变,从而达到一定程度地控制电机在某个速度下恒定的目的。技术的关键点在于变频器内可编程芯片(我们俗称CPU)内部的算法,所以变频器本身有许多参数供用户在特定场合应用时调节合适的算法补偿。 伺服,就是在变频的技术上发展出来的更进一步产品,其通过电机屁股上安装编码器反馈信息,驱动器内部的CPU再结合这个反馈信息生成控制三相电流输出的脉冲,从而实现伺服电机的精确控制。伺服驱动器的“使能”,其实就是启动一个设计好的三相电机动力电源的脉冲,使电机悬停在停止和转动之间,那么这个既解决了电机启动瞬间缺点所带来的问题,也使得能伺服驱动器在接收到外界“电机转动”指令使电机迅速转动。那么,伺服内部的众多参数,不过就是分门类别地根据伺服应用在各种各样各式的运用场合下,配合上位机、配合机械机床、配合特定的瞬态、力度的修补调整。 我想,太专业的术语,外行人看不懂,行内人好像术语都明白都懂,却想象不出其究竟是如何体现表现的。 那么,伺服系统,我们可以借助公司财务来理解,老板通常只会去跟财务人员说“我要分什么报表”、“我要什么收支情况”、“我要出差安排”等等等等,财务部就根据公司内部的一切信息方法进行计算,得出老板所需要的答案。伺服系统就是这么样的一个系统。
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    2014-9-17 14:00
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      伺服或步进电机连接滚珠丝杆,这在自动化机器里面是常见的一种结构,运动方式是将圆周转动变为直线运动。一般CNC拖板和一些精密直工作台大都是由伺服或步进电机驱动。但是这个简单的驱动,机构非常简单,主要部件为:电机、丝杆、丝杆锁紧螺母轴承座、轴承等等。但是一般丝杆均为往复式工作,要求精度非常高,有的重复精度高达0.001mm。   高精度的机构,同样要有合理的结构设计,我在这里分享一下本人的一部分经验。   一个垂直高速往复动作的钻主轴拖板,积算式运动方式。要求深度精度为0.005mm。   零件选用:P4级2504滚珠丝杆、7003C/DB角接触轴承、弹性连轴器、步进电机。   关键的这里有一个超级贵的零件------7003C/DB角接触轴承。本轴承尺寸17*35*20(单个为10),成对安装,价格为800元1对。   背靠背角接触轴承能够承受来自二个轴向方向的力,同时能够承受高速旋转和一定的径向力,因此在滚珠丝杆上是很常见一种轴承。角接触轴承的安装方式是很讲究的,不同的安装方向,所承受的力和刚性也不一样的。因此这在设计选型和安装时要特别注意。   关于角接触轴承的安装和注意事项,可以上网查找一下轴承厂家的资料。 下图是基本结构: 7003C/DB角接触轴承是可以调的,精度可以达到0.001mm.精度等级大于P4级。   背靠背安装方式,丝杆的另一端为悬空,如果要另一端装轴承,那么就应该安装7003CT的轴承,CT尾号表示为串联装。串联装轴承只能承受一个方向的力。   我上述的机器为钻孔机。垂直下降,钻不锈钢,加工精度深度要求为0.01,而本机的实际精度为0.005。丝杆行程100mm,步进电机速度400转左右。   对于精密机器来说,精度的保证是多方面的,不能仅靠某一样来保证。丝杆进给的机器一般来说保证精度的地方有: 1、丝杆 2、导轨 3、安装方式 4、其它机械方面 5、控制程序。 以上缺一不可。   我目前用的弹性连轴器的确是没有出过问题,这主要是针对步进和伺服设计的一种连轴器,对于机器的同轴度要求没有那么高,如果是硬连接,很容易就把电机卡死了,对中性要求非常之高,从设计上来说,这是不划算的了。对于弹性连轴器是不是对数度有影响,这就要看你买的产品是不是合格品。我只能说我没有发现什么问题。 文章来自工控论坛网友“wushulin”
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