選型計算
一、轉(zhuǎn)速和編碼器分辨率的確認(rèn)。
二、電機(jī)軸上負(fù)載力矩的折算和加減速力矩的計算。
三、計算負(fù)載慣量,慣量的匹配,安川伺服電機(jī)為例,部分產(chǎn)品慣量匹配可達(dá)50倍,但實際越小越好,這樣對精度和響應(yīng)速度好。
四、再生電阻的計算和選擇,對于伺服,一般2kw以上,要外配置。
五、電纜選擇,編碼器電纜雙絞屏蔽的,對于安川伺服等日系產(chǎn)品絕對值編碼器是6芯,增量式是4芯。
制動方式
用戶往往對電磁制動,再生制動,動態(tài)制動的作用混淆,選擇了錯誤的配件。
動態(tài)制動器由動態(tài)制動電阻組成,在故障、急停、電源斷電時通過能耗制動縮短伺服電機(jī)的機(jī)械進(jìn)給距離。
再生制動是指伺服電機(jī)在減速或停車時將制動產(chǎn)生的能量通過逆變回路反饋到直流母線,經(jīng)阻容回路吸收。
電磁制動是通過機(jī)械裝置鎖住電機(jī)的軸。
三者的區(qū)別:
(1)再生制動必須在伺服器正常工作時才起作用,在故障、急停、電源斷電時等情況下無法制動電機(jī)。動態(tài)制動器和電磁制動工作時不需電源。
(2)再生制動的工作是系統(tǒng)自動進(jìn)行,而動態(tài)制動器和電磁制動的工作需外部繼電器控制。
(3)電磁制動一般在SV、OFF后啟動,否則可能造成放大器過載,動態(tài)制動器一般在SV、OFF或主回路斷電后啟動,否則可能造成動態(tài)制動電阻過熱。
注意事項
一、伺服電機(jī)油和水的保護(hù)
A:伺服電機(jī)可以用在會受水或油滴侵襲的場所,但是它不是全防水或防油的。因此, 伺服電機(jī)不應(yīng)當(dāng)放置或使用在水中或油侵的環(huán)境中。
B:如果伺服電機(jī)連接到一個減速齒輪,使用伺服電機(jī)時應(yīng)當(dāng)加油封,以防止減速齒輪的油進(jìn)入伺服電機(jī)
C:伺服電機(jī)的電纜不要浸沒在油或水中。
二、伺服電機(jī)電纜→減輕應(yīng)力
A:確保電纜不因外部彎曲力或自身重量而受到力矩或垂直負(fù)荷,尤其是在電纜出口處或連接處。
B:在伺服電機(jī)移動的情況下,應(yīng)把電纜(就是隨電機(jī)配置的那根)牢固地固定到一個靜止的部分(相對電機(jī)),并且應(yīng)當(dāng)用一個裝在電纜支座里的附加電纜來延長它,這樣彎曲應(yīng)力可以減到最小。
C:電纜的彎頭半徑做到盡可能大。
三、伺服電機(jī)允許的軸端負(fù)載
A:確保在安裝和運(yùn)轉(zhuǎn)時加到伺服電機(jī)軸上的徑向和軸向負(fù)載控制在每種型號的規(guī)定值以內(nèi)。
B:在安裝一個剛性聯(lián)軸器時要格外小心,特別是過度的彎曲負(fù)載可能導(dǎo)致軸端和軸承的損壞或磨損
C: 用柔性聯(lián)軸器,以便使徑向負(fù)載低于允許值,此物是專為高機(jī)械強(qiáng)度的伺服電機(jī)設(shè)計的。
D:關(guān)于允許軸負(fù)載,請參閱“允許的軸負(fù)荷表”(使用說明書)。
四、伺服電機(jī)安裝注意
A:在安裝/拆卸耦合部件到伺服電機(jī)軸端時,不要用錘子直接敲打軸端。(錘子直接敲打軸端,伺服電機(jī)軸另一端的編碼器要被敲壞)
B:竭力使軸端對齊到 狀態(tài)(對不好可能導(dǎo)致振動或軸承損壞)。
特點(diǎn)對比
直流無刷伺服電機(jī)特點(diǎn)
轉(zhuǎn)動慣量小、啟動電壓低、空載電流小; 棄接觸式換向系統(tǒng),大大提高電機(jī)轉(zhuǎn)速, 轉(zhuǎn)速高達(dá)100 000rpm;無刷伺服電機(jī)在執(zhí)行伺服控制時,無須編碼器也可實現(xiàn)速度、位置、扭矩等的控制; 不存在電刷磨損情況,除轉(zhuǎn)速高之外,還具有壽命長、噪音低、無電磁干擾等特點(diǎn)。
直流有刷伺服電機(jī)特點(diǎn)
1.體積小、動作快反應(yīng)快、過載能力大、調(diào)速范圍寬
2.低速力矩大, 波動小,運(yùn)行平穩(wěn)
3.低噪音,高效率
4.后端編碼器反饋(選配)構(gòu)成直流伺服等優(yōu)點(diǎn)
5.變壓范圍大,頻率可調(diào)
使用范圍
直流伺服電機(jī)可應(yīng)用在是火花機(jī)、機(jī)械手、精確的機(jī)器等??赏瑫r配置2500P/R高分析度的標(biāo)準(zhǔn)編碼器及測速器,更能加配減速箱、令機(jī)械設(shè)備帶來可靠的準(zhǔn)確性及高扭力。 調(diào)速性好,單位重量和體積下,輸出功率 ,大于交流電機(jī),更遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過步進(jìn)電機(jī)。多級結(jié)構(gòu)的力矩波動小。
主要作用
伺服電機(jī)在封閉的環(huán)里面使用。就是說它隨時把信號傳給系統(tǒng),同時把系統(tǒng)給出的信號來修正自己的運(yùn)轉(zhuǎn)。
伺服電機(jī)也可用單片機(jī)控制。
優(yōu)點(diǎn)
首先我們來看一下伺服電機(jī)和其他電機(jī)(如步進(jìn)電機(jī))相比到底有什么優(yōu)點(diǎn):
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(jìn)電機(jī)失步的問題;
2、轉(zhuǎn)速:高速性能好,一般額定轉(zhuǎn)速能達(dá)到2000~3000轉(zhuǎn);
3、適應(yīng)性:抗過載能力強(qiáng),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(yùn)行平穩(wěn),低速運(yùn)行時不會產(chǎn)生類似于步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)運(yùn)行現(xiàn)象。適用于有高速響應(yīng)要求的場合;
5、及時性:電機(jī)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。
簡單點(diǎn)說就是:平??吹降哪欠N普通的電機(jī),斷電后它還會因為自身的慣性再轉(zhuǎn)一會兒,然后停下。而伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)是說停就停,說走就走,反應(yīng)極快。但步進(jìn)電機(jī)存在失步現(xiàn)象。
伺服電機(jī)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(jī)。如機(jī)床、印刷設(shè)備、包裝設(shè)備、紡織設(shè)備、激光加工設(shè)備、機(jī)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。
機(jī)制
伺服電機(jī)是一種 閉環(huán) 伺服機(jī)構(gòu),它使用位置反饋來控制其運(yùn)動和最終位置??刂戚斎胧谴磔敵鲚S指令位置的信號(模擬或數(shù)字)。
電機(jī)與某種類型的位置編碼器配對以提供位置和速度反饋。在最簡單的情況下,僅測量位置。將測量的輸出位置與命令位置(控制器的外部輸入)進(jìn)行比較。如果輸出位置與要求的位置不同,則會生成一個錯誤信號,然后根據(jù)需要將電動機(jī)沿任一方向旋轉(zhuǎn),以將輸出軸移至適當(dāng)?shù)奈恢?。隨著位置的接近,誤差信號減小到零,并且電動機(jī)停止。
最簡單的伺服電動機(jī)通過電位計和電動機(jī)的爆炸聲控制使用僅位置感測;電動機(jī)始終以全速旋轉(zhuǎn)(或停止)。這種類型的伺服電機(jī)并未廣泛用于工業(yè)運(yùn)動控制中,但它構(gòu)成了用于無線電控制模型的簡單廉價的伺服器的基礎(chǔ)。
更復(fù)雜的伺服電動機(jī)使用光學(xué)旋轉(zhuǎn)編碼器測量輸出軸的速度,并使用變速驅(qū)動器來控制電動機(jī)的速度。這兩種增強(qiáng)功能通常與PID控制算法結(jié)合使用,可以使伺服電動機(jī)更快,更精確地到達(dá)其指令位置,而不會出現(xiàn)過沖現(xiàn)象。