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    交流伺服电机与普通电机区别

    放大字体  缩小字体 发布日期:2022-09-14 14:56:57    来源:本站    作者:标准件之家    浏览次数:940
    导读

    中国数控机床网讯:交流伺服电机与普通电机有很多区别: 主轴伺服电机 数控机床伺服电机   1、根据电机的不同应用领域,电机的种类很多,交流伺服电机属于控制类电机。伺服的基本概念是准确、精确、快速定位。伺服电机的构造与普通电机是有区别的,带编

    中国数控机床网讯:交流伺服电机与普通电机有很多区别:主轴伺服电机数控机床用伺服电机1。根据电机应用领域的不同,电机的类型也有很多种,交流伺服电机属于控制电机。伺服的基本概念是准确、精确和快速定位。伺服电机的结构不同于普通电机,采用编码器反馈的闭环控制,可以满足快速响应和精确定位的要求。目前市场上流通的交流伺服电机多为永磁同步交流伺服电机。这种电机受工艺限制,很难做到大功率。10 Kw以上的同步伺服电机非常昂贵。在这类现场应用中,大多采用交流异步伺服电机,通常由变频器驱动。2.电机的材质、结构、加工工艺,交流伺服电机远高于变频器驱动的交流电机(一般的交流电机或恒转矩恒功率的变频电机)。也就是说,当伺服驱动器的输出电流、电压、频率快速变化时,伺服电机能产生响应的动作变化,其响应特性和抗过载能力远高于变频器驱动的交流电机。当然不是说逆变器输出不了变化那么快的功率信号,而是电机本身反应不过来。因此,在设置变频器内部算法时,会进行相应的过载设置,以保护电机。3.交流电机一般分为同步电机和异步电机:(1)交流同步电机:即转子由永磁材料制成,所以转子旋转后,也随着电机定子旋转磁场的变化而改变响应频率的速度,转子速度=定子速度,所以称为“同步”。(2)交流异步电动机:转子由感应线圈和材料组成。定子旋转后产生旋转磁场,切割定子的感应线圈,转子线圈产生感应电流,然后转子产生感应磁场。感应磁场跟随定子旋转磁场的变化,但转子磁场的变化总是小于定子。一旦等于不变磁场,转子线圈失去感应电流,转子磁场消失,转子失速与定子产生速度差,重新获得感应电流。因此,交流异步电动机中的一个关键参数是转差率,即转子和定子之间的速度差的比值。(3)对应交流同步和异步电机,变频器有对应的同步和异步变频器,伺服电机也有交流同步伺服和交流异步伺服。当然变频器中常见的是交流异步变频,伺服中常见的是交流同步伺服。4.交流伺服电机和普通电机还是有很多区别的。请参考《电机学》上的书籍。普通电机通常功率较大,尤其是启动电流较大,伺服驱动器的电流容量达不到要求。但是从电机的大小可以知道原因。关于伺服的应用。在很多方面,即使是一个很小的电磁调压阀也可以算作一个伺服系统。其他伺服应用,如火炮或雷达,要求实时性好,动态响应快,超调小,秒级精度。如果是机床,常用于恒速,位置精度高,实时性要求低的场合。首先,你要确定自己应用在什么地方。如果在机床中使用,控制部分的硬件可以相对简单地设计,并且成本相应地较低。如果用于军工,内部固件设计时控制算法要更加灵活,比如提供位置环滤波、速度环滤波、非线性、优化或智能算法。当然不需要在一个硬件部分上实现。可以做成几类面向对象的产品。交流伺服广泛应用于加工中心,自动车床、电动注塑机、机械手、印刷机、包装机、弹簧机、三坐标测量机、电火花机床等。XML : namespace prefix=o ns=' urn : schemas-Microsoft-com : office 3360 office '/步进电机和交流伺服电机的性能差别很大。步进电机是一种分立运动器件,w

    随着全数字交流伺服系统的出现,交流伺服电机越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势,运动控制系统大多采用步进电机或全数字交流伺服电机作为执行电机。虽然它们在控制方式(脉冲序列和方向信号)上很相似,但在性能和应用上却有很大的不同。如:1。制造精度不同;2.低频特性不同3。不同的矩频特性。不同过载能力5。不同的运行性能6。不同的速度响应性能。交流伺服系统在许多方面都优于步进电机。然而,在一些低需求的情况下,步进电机经常被用作执行电机。因此,在控制系统的设计过程中,要综合考虑控制要求、成本等各种因素,选择合适的控制电机。关于伺服零点开关的问题。改变的方法有很多种,可以根据要求的精度和实际要求来选择。可以由伺服电机本身完成(有的品牌伺服电机有完整的回原点功能),也可以由带伺服的上位机完成,但回原点的原理基本如下。1.伺服电机在寻找原点的时候,碰到原点开关,会立刻减速停止,以此点为原点。第二,回原点时,直接找编码器的Z相信号。出现Z相信号时,立即减速停车。这种回原点的方法一般只适用于旋转轴,回原点的速度和精度都不高。同步带的安装是否对伺服定位也有很大影响?在这种情况下,我们需要知道伺服是否很软。伺服通常由脉冲控制。那么,位置环比例增益、速度环比例增益和积分时间常数分别是什么呢?位置比例增益:21弧度/秒速度比例增益:105弧度/秒速度环积分时间常数:84毫秒

      关于伺服的三种控制方式

      一般伺服都有三种控制方式:速度控制方式,转矩控制方式,位置控制方式 。想知道的就是这三种控制方式具体根据什么来选择的?

      速度控制和转矩控制都是用模拟量来控制的。位置控制是通过发脉冲来控制的。具体采用什么控制方式要根据客户的要求,满足何种运动功能来选择。 

      如果您对电机的速度、位置都没有要求,只要输出一个恒转矩,当然是用转矩模式。

      如果对位置和速度有一定的精度要求,而对实时转矩不是很关心,用转矩模式不太方便,用速度或位置模式比较好。如果上位控制器有比较好的闭环控制功能,用速度控制效果会好一点。如果本身要求不是很高,或者,基本没有实时性的要求,用位置控制方式对上位控制器没有很高的要求。

      就伺服驱动器的响应速度来看,转矩模式运算量最小,驱动器对控制信号的响应最快;位置模式运算量最大,驱动器对控制信号的响应最慢。

      对运动中的动态性能有比较高的要求时,需要实时对电机进行调整。那么如果控制器本身的运算速度很慢(比如PLC,或低端运动控制器),就用位置方式控制。如果控制器运算速度比较快,可以用速度方式,把位置环从驱动器移到控制器上,减少驱动器的工作量,提高效率(比如大部分中高端运动控制器);如果有更好的上位控制器,还可以用转矩方式控制,把速度环也从驱动器上移开,这一般只是高端专用控制器才能这么干,而且,这时完全不需要使用伺服电机。 

      换一种说法是:

      1、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(通常在有重力负载情况下产生)。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。

      2、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,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。

      应用领域如数控机床、印刷机械等等。

      3、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最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,增加了整个系统的定位精度。  

      怎样判断伺服电机与伺服驱动器的故障区别?

      看驱动器上的错误、报警号,然后查手册。如果连报警都没有了,那自然就是驱动器故障,当然,还有可能是根本伺服就没有故障,而是控制信号错误导致伺服没有动作。

    除了看驱动器上的错误、报警号,然后查手册外,有时最直接判断方法是更换,如X与Z轴伺服换(型号相同才可以)。或修改参数,如把X轴锁住,不让系统检测X轴

    但应注意:X轴与Z轴互换,即使型号相同,进口设备也可能因为负载不同、参数不同而产生问题。当然,如果是国产设备,通常不会针对使用情况调整伺服参数,一般不会有问题。但应注意X轴与Z轴电机功率转矩是否相同、电机丝杆是否直联以及电子齿轮减速比方面事宜。

      关于交流伺服电机的几个问题:

      问(A):交流同步伺服、交流异步伺服的额定转速与极数是否有关?n1=value="60" hasspace="False" negative="False" numbertype="1" tcsc="0">60f/2p?额定转速以下输出恒转矩,额定转速以上恒功率,那么额定转速的界定是由电机本身的机械决定还是驱动器来决定?

      有关,同步转速n1=value="60" hasspace="False" negative="False" numbertype="1" tcsc="0">60f/2p,异步机还有滑差s,n=(1-s)n1,同步机n=n1,2p为极对数。控制中弱磁速度的界定是由驱动器判断的。

      额定转速可以由几个方面决定:同步伺服的反电势高低、电机铁心材料允许的驱动电流交变频率、额定转矩下电机的最大功率、最高温升等,最主要还是反电势;异步电机主要受材料允许的最高频率以及极对数限制。

    额定转速的界定由电机本身的机械和电器特性来决定。

      问(B):交、直流伺服的区分是否取决于驱动器与电机间的电流或电压的形式?但直流无刷伺服的电流方向也变化?是否可以理解为交流?交流伺服是否是以直流无刷伺服的原理为基础演变的?

      答:交流伺服通常指以正弦波驱动方式的伺服,无刷驱动相当于整流子数为6(7)的有刷直流电机的控制精度,一般低速特性较差。商业上也有称他为交流伺服,仅因为他甩掉了电刷,但特性恐怕比好的交流伺服、直流伺服有差距,10000倍的调速比无刷电机绝难达到。

      直流无刷马达其实是自控式永磁同步马达的一种,不过是矩形波供电,而通常说的永磁同步马达是正弦波供电的。之所以说是“直流电机”,主要考虑到无刷马达的控制器相当于直流有刷马达的电刷和换向器,实现“电子换向”,从直流母线侧看相当于直流电机。

      直流伺服用于直流电机,不是直流无刷电机;直流无刷电机与交流伺服电机其实是一回事,就是交流同步电机(交流永磁同步伺服电机)。

      问(C):电机的极对数?

      答:n1=60*f/2p

      p一般表示电机的极对数数,2p是极数。

      1对极包括N极和S极,极数当然是极对数的两倍。 

      同步电机机械转速=60*运行频率/极对数;

      异步电机机械转速=60*运行频率*(1-滑差率)/极对数

     
    (文/标准件之家)
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