使用低損失的GaN功率半導體,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,使驅(qū)動器部小型化,實現(xiàn)內(nèi)置于伺服電機的結(jié)構。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)構驅(qū)動器部和電機部一樣,都采用防水結(jié)構(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、適應性:抗過載能力強,能承受三倍于額定轉(zhuǎn)矩的負載,對有瞬間負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。適用于有高速響應要求的場合;
5、及時性:電機加減速的動態(tài)相應時間短,一般在幾十毫秒之內(nèi);
6、舒適性:發(fā)熱和噪音明顯降低
伺服電機的應用領域就太多了。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、印刷設備、包裝設備、紡織設備、激光加工設備、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,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。
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,響應快,速度高,慣量小,轉(zhuǎn)動平滑,力矩穩(wěn)定??刂茝碗s,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)運行的應用。
伺服電機選型
和步進電機的性能比較,步進電機作為一種開環(huán)控制的系統(tǒng),和現(xiàn)代數(shù)字控制技術有著本質(zhì)的聯(lián)系。在目前國內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)中,步進電機的應用十分廣泛。隨著全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn),交流伺服電機也越來越多地應用于數(shù)字控制系統(tǒng)中。為了適應數(shù)字控制的發(fā)展趨勢,運動控制系統(tǒng)中大多采用步進電機或全數(shù)字式交流伺服電機作為執(zhí)行電動機。雖然兩者在控制方式上相似(脈沖串和方向信號),但在使用性能和應用場合上存在著較大的差異?,F(xiàn)就二者的使用性能作一比較!
一、控制精度不同 兩相混合式步進電機步距角一般為 1.8°、0.9°,五相混合式步進電機步距角一般為0.72 °、0.36°。也有一些的步進電機通過細分后步距角更小。
伺服電機系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了由液壓到電氣的過程,電氣伺服系統(tǒng)根據(jù)所驅(qū)動電機類型分為直流(DC)伺服系統(tǒng)和交流(AC)伺服系統(tǒng)。交流伺服系統(tǒng)按其采用的驅(qū)動電機類型又可分為永磁同步(SM型)電機交流伺服系統(tǒng)和感應式異步(IM型)電機交流伺服系統(tǒng)。
由于直流伺服電機存在機械結(jié)構復雜,維修工作量大包括電刷、換向器等則成為直流伺服驅(qū)動技術發(fā)展的瓶頸。隨著微處理技術、大功率電力電子技術的成熟和電機永磁材料的發(fā)展和成本降低,交流伺服系統(tǒng)得到長足發(fā)展并將逐步取代直流伺服系統(tǒng)。
交流伺服電機作為控制電機類精密部件,其市場需求將穩(wěn)步增長,近5年內(nèi)其應用前景將十分看好。
型伺服電機的市場需求不可忽視
針對客戶具體單一應用,由于其特殊的技術和成本指標,通用伺服產(chǎn)品(包括進口產(chǎn)品)很難達到要求,這就需要量身定制,在原有伺服電機驅(qū)動器中嵌入用戶特定的運動控制功能,可大大降低產(chǎn)品成本。這些典型行業(yè)客戶的數(shù)字伺服產(chǎn)品在紡織設備、印刷設備、電梯設備、機器人等行業(yè)已有成熟的應用。
智能型伺服電機將得到廣泛應用
在通用伺服驅(qū)動器的基礎上,附加一些PLC和運動控制功能,加上本身具備的網(wǎng)絡通信功能,形成一個立的單軸運動控制器,立完成一定的運動控制功能,如:點到點定位等,可廣泛用于自動化生產(chǎn)線等應用領域。
近幾年,華中數(shù)控、數(shù)控、航天數(shù)控、中盛科技等的伺服驅(qū)動器及電機產(chǎn)品已相繼進入產(chǎn)業(yè)化階段,但還主要是集中在數(shù)控機床行業(yè),功率規(guī)格在400W以上,沒有針對整個自動化控制行業(yè)形成全系列規(guī)格標準產(chǎn)品。由于中國為制造業(yè)大國,除數(shù)控機床行業(yè)外,其他行業(yè)對各種規(guī)格伺服電機需求量逐年增長,為此,國外伺服電機生產(chǎn)廠商陸續(xù)計劃或已經(jīng)在國內(nèi)設置資工廠,利用本地和廉價勞動力,批量生產(chǎn)各種規(guī)格的通用型伺服電機產(chǎn)品。
國內(nèi)伺服電機的設計生產(chǎn)技術已趨于完善,目前主要是朝標準化,系列化,規(guī)模化方向發(fā)展,只有一定規(guī)模才能有高可靠性和價格低廉而富有競爭力的產(chǎn)品。但國內(nèi)伺服電機的全數(shù)字驅(qū)動器技術還比較落后,主要局限于欠缺實用的電機數(shù)字控制算法和高可靠的功率模塊,這樣大大限制了國產(chǎn)伺服電機的推廣。
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