現代工業設備應用中在應用場合隨著伺服電機技術的發展,從高扭矩密度乃至于高功率密度,使轉速的提升高過3000rpm,由于轉速的提升,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用的需求上及成本的考慮來審視。以下應用場合搭配伺服行星減速機。
1、重負何:對負載做移動并要求精密定位時便有此需要。一般像是航空、衛星、醫療、軍事科技、晶圓設備、機器人等自動化設備。他們的共同特征在于將負載移動所需的扭矩往往遠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構,扭矩的增大正比于控制電流的增大,此時采用比較大的驅動器,功率電子組件和相關機電設備規格的增大,又會使控制系統的成本大幅增加。
3、提高使用性能:據了解,負載慣量的不當匹配,是伺服控制不穩定的大原因之一。對于大的負載慣量,可以利用減速比的平方反比來調配佳的等效負載慣量,以獲得佳的控制響應。所以從這個角度來看,行星減速機為伺服應用的控制響應的佳匹配。
4、降低設備成本: 從成本觀點,假設0.4KW的AC伺服電機搭配驅動器,需耗費一單位設備成本,以5KW的AC伺服電機搭配伺服驅動器耗費15單位成本,但是若采用0.4KW伺服電機與驅動器,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品。一般而言,在機臺運轉上有低速、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。
伺服電機的特點
1、 精度:實現了位置,速度和力矩的閉環控制;克服了步進電機失步的問題;
2、轉速:高速性能好,一般額定轉速能達到2000~3000轉;
3、適應性:抗過載能力強,能承受三倍于額定轉矩的負載,對有瞬間負載波動和要求快速起動的場合特別適用;
4、穩定:低速運行平穩,低速運行時不會產生類似于步進電機的步進運行現象。適用于有高速響應要求的場合;
5、及時性:電機加減速的動態相應時間短,一般在幾十毫秒之內;
6、舒適性:發熱和噪音明顯降低
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)是指在伺服系統中控制機械元件運轉的發動機,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,可以將電壓信號轉化為轉矩和轉速以驅動控制對象。伺服電機轉子轉速受輸入信號控制,并能快速反應,在自動控制系統中,用作執行元件,且具有機電時間常數小、線性度高、始動電壓等特性,可把所收到的電信號轉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現象,轉速隨著轉矩的增加而勻速下降。
伺服電機的電壓與轉速關系
伺服電機的電壓:
1)不管是直流伺服還是交流伺服電機;
2)高速時,轉速和電壓成正比;
3)在低速時,電壓要低于速度的下降;
4)速度為零時,電壓不為零;
5)簡單說,電壓隨速度變化;
6)電壓=反電勢+電樞電壓降
伺服電機是工業常用的機器設備,很多用戶不了解該如何選擇。松下伺服電機,按照通常的區分劃分為步進電機、直流有刷伺服電機、直流無刷伺服電機、交流伺服電機,隨著科技的日益進步,許多特種伺服電機應運而生,比如壓電陶瓷電機、直線電機以及音圈電機,在這里我們主要講講通常意義下伺服電機的選擇。
伺服電機的選擇很大程度上取決于負載的物理特性,負載的工作特性、系統要求以及工作環境。一旦系統要求確定后,無論選擇何種形式的伺服電機,要考慮的是選擇多大的電機合適,考慮負載物理特性,包括負載扭矩、慣量等。在伺服電機中,通常以扭矩或者力來衡量電機大小,所以選電機要計算出折算到電機軸端負載扭矩或者力的大小。
計算出扭矩以后需要留出一部分余量,一般選擇電機連續扭矩=1.3倍負載扭矩,這樣能電機可靠的運行。除此外還需要計算折算到軸端負載慣量的大小,一般選擇負載慣量:電機轉子慣量5:1,以伺服系統響應的快速性。如果出現電機和負載之間慣量,扭矩不匹配的情況,那么只能犧牲速度,在電機和負載間增加減速機了,這時你需要權衡。
用戶選擇好電機需要注意四點:
1、即電機的負載特性。
2、用戶實際需求。
3、電機特性。
4、工作環境。
伺服電機擁有廣泛的標準產品,為您提供了佳選擇和靈活性–這些產品經過優化與科爾摩根伺服驅動器配合使用,可提供佳性能以滿足您的應用需求。如今,選擇合適的運動控制產品從未如此簡單。該系統包含的伺服電機和驅動器都是兩個領域的產品–定制解決方案擁有的規格、更短的交貨期和更低的標準電機-驅動系統成本。
1、國內伺服電機自動辨識功能,自由定制您專屬的伺服驅動系統;
2、國內PID參數免調整功能,上電即可自動適配控制參數,無需任何人工干預;
3、內置160段預定義位置,無需增加設備即可實現循環定位;
4、接受數字脈沖、模擬電壓量、I/O開關量、網絡控制協議等多種控制指令形式;
5、支持RS232/485、CAN等通信接口,支持多軸組網同步控制;
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