現(xiàn)代工業(yè)設備應用中在應用場合隨著伺服電機技術的發(fā)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(wèi)星、醫(yī)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(guī)格的增大,又會使控制系統(tǒng)的成本大幅增加。
3、提高使用性能:據(jù)了解,負載慣量的不當匹配,是伺服控制不穩(wěn)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(jié)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(chǎn)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(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(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;
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(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(xiàn)象,轉速隨著轉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,結構簡單,啟動轉矩大,調速范圍寬,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,轉動平滑,力矩穩(wěn)定。控制復雜,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。
3kw交流伺服電機的選型需要哪些條件?計算方法如下:
一、轉速和編碼器分辨率的確認。
二、電機軸上負載力矩的折算和加減速力矩的計算。
三、計算負載慣量,要和負載慣量的匹配,如日本安川伺服電機,部分產(chǎn)品慣量匹配可達50倍,但實際越小越好,這樣對精度和響應速度好。
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,對于伺服等日系產(chǎn)品值編碼器是6芯,增量式是4芯選額定功率3kw或3.5KW.額定轉速3000r/min.的伺服電機.伺服驅動器和電機配套,選一個廠家的.扭矩夠不夠得查伺服電機的不同廠家的樣本。
伺服電機是工業(yè)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(qū)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(tǒng)要求以及工作環(huán)境。一旦系統(tǒng)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(xù)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(tǒng)響應的快速性。如果出現(xiàn)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(huán)境。