小型伺服电机型号(小型伺服电机型号选择)
小型伺服电机型号大全
小型步进电机型号有:28。42。57。86。110。130。这些型号根据电机的底座的直径来命名的。
小功率伺服电机型号
目前我知道的最小的伺服电机直径是8mm的型号为0837M5,8*37mm。
伺服电机选型表
来源:网络
“伺服”一词源于希腊语“奴隶”的意思。“伺服电机”可以理解为绝对服从控制信号指挥的电机:在控制信号发出之前,转子静止不动;当控制信号发出时,转子立即转动;当控制信号消失时,转子能即时停转。
伺服电机是自动控制装置中被用作执行元件的微特电机,其功能是将电信号转换成转轴的角位移或角速度。
交流伺服电机的基本构造与交流感应电动机(异步电机)相似。在定子上有两个相空间位移90°电角度的励磁绕组Wf和控制绕组WcoWf,接恒定交流电压,利用施加到Wc上的交流电压或相位的变化,达到控制电机运行的目的。交流伺服电机具有运行稳定、可控性好、响应快速、灵敏度高以及机械特性和调节特性的非线性度指标严格(要求分别小于10%~15%和小于15%~25%)等特点。
直流伺服电机基本构造与一般直流电动机相似。电机转速n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j,式中E为电枢反电动势,K为常数,j为每极磁通,Ua、Ia为电枢电压和电枢电流,Ra为电枢电阻,改变Ua或改变φ,均可控制直流伺服电动机的转速,但一般采用控制电枢电压的方法,在永磁式直流伺服电动机中,励磁绕组被永久磁铁所取代,磁通φ恒定。直流伺服电动机具有良好的线性调节特性及快速的时间响应。
优点:速度控制精确,转矩速度特性很硬,控制原理简单,使用方便,价格便宜。缺点:电刷换向,速度限制,附加阻力,产生磨损微粒(无尘易爆环境不宜)
优点:速度控制特性良好,在整个速度区内可实现平滑控制,几乎无振荡,90%以上的高效率,发热少,高速控制,高精确度位置控制(取决于编码器精度),额定运行区域内,可实现恒力矩,惯量低,低噪音,无电刷磨损,免维护(适用于无尘、易爆环境)
缺点:控制较复杂,驱动器参数需要现场调整PID参数确定,需要更多的连线。
直流伺服电机分为有刷和无刷电机。
有刷电机成本低,结构简单,启动转矩大,调速范围宽,控制容易,需要维护,但维护方便(换碳刷),产生电磁干扰,对使用环境有要求,通常用于对成本敏感的普通工业和民用场合。
无刷电机体积小重量轻,出力大响应快,速度高惯量小,力矩稳定转动平滑,控制复杂,智能化,电子换相方式灵活,可以方波或正弦波换相,电机免维护,高效节能,电磁辐射小,温升低寿命长,适用于各种环境。
交流伺服电机也是无刷电机,分为同步和异步电机,目前运动控制中一般都用同步电机,其功率范围大,功率可以做到很大,大惯量,最高转速低,转速随功率增大而匀速下降,适用于低速平稳运行场合
伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器将反馈信号传给驱动器,对反馈值与目标值进行比较,从而调整转子转动的角度,伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。
答:交流伺服电机的性能要好一些,因为交流伺服是正弦波控制,转矩脉动小;而无刷直流伺服是梯形波控制。但无刷直流伺服实现控制比较简单,便宜。
永磁交流伺服驱动技术的迅猛发展使直流伺服系统面临被淘汰的危机[/p][p=30,2,left]20世纪80年代以来,随着集成电路、电力电子技术和交流可变速驱动技术的发展,永磁交流伺服驱动技术有了突出的发展,各国著名电气厂商相继不断推出新的交流伺服电机和伺服驱动器系列产品。交流伺服系统已成为当代高性能伺服系统的主要发展方向,使直流伺服系统面临被淘汰的危机。
永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较,主要优点有:⑴无电刷和换向器,运行更可靠,免维护*****。⑵定子绕组发热大大减少。⑶惯量小,系统快速响应性好。⑷高速大力矩工作状态好。⑸相同功率下体积小重量轻。
自从德国MANNESMANN的Rexroth公司的Indramat分部在1978年*****贸易博览会上正式推出MAC永磁交流伺服电机驱动系统开始,标志着新一代交流伺服技术已经成熟。到1980年代中后期,各大公司都已有了完整的系列产品,整个伺服装置市场都转向了交流系统。早期的模拟系统在诸如零漂、抗干扰、可靠性、精度和柔性等方面存在不足,尚不能完全满足运动控制的要求,近年来随着微处理器、新型数字信号处理器(DSP)的应用,出现了数字控制系统,控制部分可由软件完成。到20世纪90年代以后,全数字正弦波控制的永磁交流伺服电机驱动系统在传动领域中的地位进一步上升。
目前高性能的电伺服系统大多采用永磁同步型交流伺服电动机,控制驱动器多采用快速、准确定位的全数字位置伺服系统。典型生产厂家如德国西门子、美国科尔摩根和日本松下及安川等公司。
日本安川电机制作所推出的小型交流伺服电动机和驱动器,其中D系列适用于数控机床(最高转速为1000r/min,力矩为0.25~2.8N.m),R系列适用于机器人(最高转速为3000r/min,力矩为0.016~0.16N.m)。之后又推出M、F、S、H、C、G六个系列。20世纪90年代先后推出了新的D系列和R系列。由旧系列矩形波驱动的8051单片机控制,改为正弦波驱动的80C、154CPU和门阵列芯片控制,力矩波动由24%降低到7%,并提高了可靠性。这样,只用了几年时间形成了八个系列(功率范围为0.05~6kW)较完整的体系,满足了工作机械、搬运机构、焊接机械人、装配机器人、电子部件、加工机械、印刷机、高速卷绕机、绕线机等方面的不同需求。
以生产机床数控装置而著名的日本法那克(Fanuc)公司,在20世纪80年代中期也推出了S系列(13个规格)和L系列(5个规格)的永磁交流伺服电动机。其中L系列有较小的转动惯量和机械时间常数,适用于要求特别快速响应的位置伺服系统。
日本其他厂商,例如三菱电动机(*****、HC-MFS、*****、HC-RFS和HC-UFS系列)、东芝精机(SM系列)、大隈铁工所(BL系列)、三洋电气(BL系列)、立石电机(S系列)等众多厂商也进入了永磁交流伺服系统的竞争行列。 [/p][p=30,2,left] 德国力士乐公司(Rexroth)的Indramat分部的MAC系列交流伺服电动机共有7个机座号92个规格。
德国西门子(Siemens)公司的IFT5系列三相永磁交流伺服电动机分为标准型和短型两大类,共8个机座号98种规格。据称该系列交流伺服电动机与相同输出力矩的直流伺服电动机IHU系列相比,重量只有后者的1/2,配套的晶体管脉宽调制驱动器6SC61系列,最多的可供6个轴的电动机控制。
德国宝石(BOSCH)公司生产铁氧体永磁的SD系列(17个规格)和稀土永磁的SE系列(8个规格)交流伺服电动机和ServodynSM系列的驱动控制器。
美国著名的伺服装置生产公司Gettys曾一度作为Gould电子公司一个分部(MotionControlDivision),生产M600系列的交流伺服电动机和A600系列的伺服驱动器,后合并到AEG,恢复Gettys名称,并推出A700全数字化交流伺服系统。
美国AB(ALLEN-BRADLEY)公司驱动分部生产的1326型铁氧体永磁交流伺服电动机和1391型交流PWM伺服控制器,电机包括3个机座号共30个规格。
I.D.(IndustrialDrives)是美国著名的科尔摩根(Kollmorgen)的工业驱动分部,曾生产BR-210、BR-310、BR-510三个系列共41个规格的无刷伺服电动机和BDS3型伺服驱动器。自1989年起推出了全新系列设计的永磁交流伺服电动机(Goldline),包括B(小惯量)、M(中惯量)和EB(防爆型)三大类,有10、20、40、60、80五种机座号,每大类有42个规格,全部采用钕铁硼永磁材料,力矩范围为0.84~111.2N.m,功率范围为0.54~15.7kW。配套驱动器有BDS4(模拟型)、BDS5(数字型、含位置控制)和SmartDrive(数字型)三个系列,最大连续电流55A。Goldline系列代表了当代永磁交流伺服技术最新水平。
爱尔兰的Inland原为Kollmorgen在国外的一个分部,现合并到AEG,以生产直流伺服电动机、直流力矩电动机和伺服放大器而闻名。生产BHT1100、2200、3300三种机座号共17种规格的SmCo永磁交流伺服电动机和八种控制器。
法国Alsthom集团在巴黎的Parvex工厂生产LC系列(长型)和GC系列(短型)交流伺服电动机共14个规格,并生产AXODYN系列驱动器。
前苏联为数控机床和机器人伺服控制开发了两个系列的交流伺服电动机。其中ДBy系列采用铁氧体永磁,有两个机座号,每个机座号有3种铁心长度,各有两种绕组数据,共12个规格,连续力矩范围为7~35N.m。2ДBy系列采用稀土永磁,6个机座号17个规格,力矩范围为0.1~170N.m,配套的是3ДБ型控制器。
近年日本松下公司推出的全数字型MINAS系列交流伺服系统,其中永磁交流伺服电动机有MSMA系列小惯量型,功率从0.03~5kW,共18种规格;中惯量型有MDMA、MGMA、MFMA三个系列,功率从0.75~4.5kW,共23种规格,MHMA系列大惯量电动机的功率范围从0.5~5kW,有7种规格。
韩国三星公司近年开发的全数字永磁交流伺服电动机及驱动系统,其中FAGA交流伺服电动机系列有CSM、CSMG、CSMZ、CSMD、CSMF、CSMS、CSMH、CSMN、CSMX多种型号,功率从15W~5kW。
现在常采用功率变化率(Powerrate)这一综合指标作为伺服电动机的品质因数,衡量对比各种交直流伺服电动机和步进电动机的动态响应性能。功率变化率表示电动机连续(额定)力矩与转子转动惯量之比。
按功率变化率进行计算分析可知,永磁交流伺服电动机技术指标以美国I.D的Goldline系列为最佳,德国Siemens的IFT5系列次之。
“精密传动微特电机”能够在系统中快速而正确地执行频繁变化的指令,带动伺服机构完成指令所期望的工作,大多能够满足以下要求:
1、能频繁启动、停止、制动、反转及低速运行,且机械强度高、耐热等级高、绝缘等级高。2、快速相应能力好,转矩较大,转动惯量小,时间常数小。3、带有驱动器和控制器(如伺服电机、步进电机),控制性能良好。4、高可靠性,高精度。
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作者| MattPelletier
使用直接驱动电机解决低速旋转伺服应用,可以避免隐藏的初始成本,同时在设备的整个生命周期内节省资金。
了解工业直接驱动伺服电机技术,有助于在各种应用中更好地应用伺服电机。什么是直接驱动电机?何时使用直接驱动电机,可以提供比基于传动的替代方案更好的性能指标?
图1展示了安装在钢板上的典型直接驱动电机,配置了手动旋转法兰。直接驱动电机具有圆柱形的“甜甜圈”外形,旋转法兰中间为一个孔。标准伺服电机通常没有电机轴。直接驱动电机的旋转部分仍称为转子,沿法兰有安装孔。负载直接连接到电机法兰上。这就是“直接驱动电机”名称的来源。
▲此图显示了安装在钢板上的典型直接驱动电机,用手转动旋转法兰
不动的部分被称为定子。这是连接电缆的地方。定子也有安装孔,用螺栓固定在机架上。直接驱动电机也可以称为扭矩电机或轮毂电机。
直接驱动电机的扭矩,比标准伺服电机要高得多,但转速要低得多。它们以转速换取扭矩,典型情况下,最高转速只有几百RPM,而在极高扭矩时只有几十RPM。
01
直驱电机的规格和选型
直接驱动电机的转速-扭矩曲线与伺服电机很像,减速比在10:1左右,有时可高达100:1。图2显示了适合齿轮伺服电机或直接驱动电机应用的转速-扭矩曲线以及RMS和峰值运行点。在本例中,两个系统均可提供高达约28Nm的扭矩,在峰值扭矩达到50Nm时,其最高转速刚好超过100RPM。
▲此图显示了适合齿轮伺服电机或直接驱动电机应用转速-扭矩曲线以及转速和峰值运行点。
直驱电机体积显然要大得多,安装的法兰也较宽。两种电机都适用于这个应用。但即使是最好的变速器,也会增加一定程度的柔性和间隙。因此,直驱电机在执行任务时具有更高的精度、更好的可重复性和更短的稳定时间。
02
适合直驱电机的应用
对于各种旋转应用,应该优先使用直接驱动电机而不是齿轮电机。直驱电机应用的转速相对较低,并且在该装置的设计中,使用法兰安装而不是轴安装。最常见的应用是旋转表或旋转分度器。一个很好的例子是在卷绕应用中驱动线轴,或驱动卷筒以进行打印或切割。机器人机械结构的关节,也可以受益于直接驱动电机的性能和紧凑尺寸。用于拾取和放置的夹具的旋转定位,或天线、望远镜、旋转部件制造和激光的定位,在这些应用中,直驱电机都可以提供卓越的性能。
直接驱动伺服系统一般不用于直线传动。线性直接驱动类似于线性电机,它直接驱动负载,以避免在诸如皮带、螺杆或齿条和小齿轮等机械结构中存在的间隙和柔性。
03
直驱电机的构造
与标准伺服电机一样,直接驱动电机的转子由铁永磁体组成。定子中的线圈产生一个移动磁场,该磁场在所需方向上施加扭矩。通过旋转编码器向控制系统提供位置反馈。
▲与标准伺服电机一样,直接驱动电机的转子由铁永磁体组成。定子中的线圈产生一个移动磁场,该磁场在所需方向上施加扭矩。通过旋转编码器向控制系统提供位置反馈。
▲存在两种基本的定子设计;铁芯和无芯。定子线圈可以缠绕在铁芯上,这会增加定子中的磁场强度,从而在更小的电机中产生更高的扭矩。无芯意味着线圈中没有铁。
有两种基本的转子设计:内转子和外转子。内转子在外面有定子线圈。相反的配置是外转子,定子线圈在里面。对于给定的电机尺寸,内转子能够实现最高加转速。外转子意味着电机具有更高的转动惯量,更适合控制高惯性负载。
还有两种基本的定子设计:铁芯和无芯。定子线圈可以缠绕在铁芯上,这会增加定子中的磁场强度,从而在更小的电机中产生更高的扭矩。无芯意味着线圈中没有铁。虽然对于给定电机尺寸,无芯电机的扭矩较低,但它可以提供最准确的转速控制,而没有扭矩脉动的齿槽扭矩分量。
应了解给定旋转应用的直接驱动电机替代方案。最流行的是使用行星齿轮或其它齿轮技术,来降低转速和增加扭矩。使用皮带和皮带轮系统也可以达到相同的效果。有时两者一起使用。
04
直接驱动电机的初始成本
与具有相似扭矩和转速特性的齿轮或皮带机构相比,直接驱动在旋转应用中具有的性能优势。与其他技术相比,直驱电机在成本、扭矩、转速、刚性、间隙和其它指标方面也有其优势和劣势,这不是一个严格和绝对的评价,但是代表了一些行业应用的普遍趋势。
▲无芯直接驱动电机设计可以提供最精确的转速控制,且没有扭矩脉动的齿槽扭矩分量。
让我们从初始成本开始。皮带轮传动的成本明显低于齿轮箱。但最大减速比约为3:1。这意味着在低速和高扭矩应用中,需要更大、更昂贵的伺服电机和放大器。直接驱动电机的初始成本仍然高于这两种基于变速器的替代方案。
除了电机和变速器之外,还有用于支撑负载的联轴器和额外轴承的成本。集成这些组件会产生设计和工程成本。还需要考虑性能和维护的长期成本。对于低速旋转应用,直接驱动解决方案是一种简单的设计,可能会具有最低的初始成本,同时具有最高的长期性能。
05
刚性和系统振荡
刚性是最重要的性能特征之一。每个机械连接的部件都具有一定的刚性,即弹簧常数。刚性与每个元件的质量一起,定义了系统的固有振动频率。如果这些频率太低,能量的释放会对电机造成严重干扰。这会干扰定位负载的控制系统算法。
▲查看运动控制应用的性能指标,以帮助选择合适的技术。表格比较了直接驱动、齿轮和皮带等三个选项。
06
皮带刚性
在基于皮带的传输中,伺服联轴器将输出皮带轮连接到旋转负载。负载的重量由环形轴承支撑。皮带和皮带轮的比例,实际上被限制在3:1左右,如果超过该比例,皮带的角度会导致与驱动皮带的皮带轮的表面接触过少。尝试多级皮带轮或过长的皮带来改善这种情况通常不切实际。相反,伺服电机通常尺寸较大,以达到低速应用所需的扭矩。在图7中,随着电机开始转动,皮带首先根据其弹簧常数偏摆。然后在负载最终移动之前,联轴器也会偏摆。电机联轴器、负载联轴器和长机器轴也会导致刚性损失。
▲随着电机开始转动,皮带首先根据其弹簧常数偏摆。然后在负载最终移动之前,联轴器也会偏摆。
07
齿轮刚性
对于齿轮驱动的变速器,伺服联轴器将齿轮箱输出连接到旋转负载。负载的重量再次由环形轴承支撑。行星齿轮箱和多级齿轮箱通常是低间隙和高刚性应用的首选。
齿轮箱的刚性比皮带高得多,但原理相同。电机拖动输入齿轮,该齿轮偏摆,从而带动输出齿轮,该输出齿轮也发生一定程度的偏摆。与负载的耦合可能偏摆最大。
▲电机联轴器、负载联轴器和长机器轴也会导致刚性损失。
08
直驱刚性
直接驱动电机绕过所有传输组件及其柔性以及相关的谐振频率。直接驱动电机通常配置非常大的轴承,以增加轴向和径向负载能力。这并不是说没有谐振。
谐振频率仍然可以由负载本身产生,或者通过电机和负载之间的任何安装板或延伸部分产生。电机的定子和机架之间甚至会产生共振,就像在基于传输的系统中发现的那样。但是直接驱动系统的高刚性,会导致超出运行系统允许的高谐振频率。
09
负载惯量和加转速度
谐振频率也是负载惯量和电机惯量的函数。在关键性能指标中,这被称为负载与电机惯量比。伺服系统的负载与电机惯量比通常小于10:1,以便通过弹性联轴器对电机的负载进行可接受的控制。
直接驱动应用不使用弹性联轴器,因此可以支持更高的惯量比。尽管如此,负载惯量对于直接驱动电机来说还是很重要的,因为根据牛顿第二定律,它会限制加速度和减速度,还会影响轴承寿命。直接驱动电机的低摩擦意味着几乎所有停止移动负载的动力,都必须由电子驱动系统提供,这也会限制最大负载。
▲直接驱动电机的低摩擦意味着几乎所有停止移动负载的动力,都必须由电子驱动系统提供,这也会限制最大负载。
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间隙和旋转驱动变速器
旋转驱动变速器的性能受到间隙的影响。当机构反转时,会造成空转。齿轮箱在驱动链轮和输出链轮之间,有一定的间隙。对于皮带系统,间隙发生在皮带和皮带轮的齿之间。
制造商已经开发出方法来减少驱动传输中的间隙,并在控制系统中对其进行电子补偿。但总会有一定程度的间隙,而且随着传输机构的磨损,它往往会变得更糟。结果是,负载的位置不能完全由电机编码器的位置确定。并且由于在反转时负载会在短时间内与电机断开连接,它还可能导致调谐不稳定和噪声运营。
▲旋转驱动变速器的性能受到间隙的影响。当机构反转时,会造成空转。
由于在反转时,负载会在短时间内与电机断开连接,间隙会导致调谐不稳定和噪声运行。直接驱动电机是唯一可以实现零间隙的旋转驱动机构。由于电机与负载直接相连,因此电机编码器测得的负载位置更接近负载本身。
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位置稳定时间
刚性、负载惯量、惯量比和间隙,都是使传动机构位置稳定时间恶化的关联因素。位置稳定时间,是指从指令动作结束与机构实际停止之间的延迟。减少这种延迟对于许多具有短程动作的应用尤其重要。等待机器停止,可能占到整个周期相当大的一部分。
请记住,这些传动机构的位置由旋转伺服电机的编码器测量。编码器可以显示负载以较短的时间稳定下来。这意味着编码器已停止移动。负载可能仍在运动中,尚未稳定或正经历振动和振荡。
传输系统的刚性和间隙会干扰通过编码器测量的稳定时间。然而,在直接驱动电机中,编码器本质上是固定在负载本身上的,报告负载的真实稳定时间。由于其高刚性和零间隙,通过良好的调整可以显著减少直接驱动电机的稳定时间,同时还需要尽可能的减轻源自负载本身的振动。
齿轮箱和皮带可实现的稳定时间,通常受到机械刚性和间隙水平的影响,齿轮箱的性能通常优于皮带。这些机构的位置是通过旋转伺服电机的编码器测量的。
编码器可能表示负载已以较短的建立时间稳定,但它的真正含义是编码器已停止移动。负载可能仍在运动中但尚未稳定,或者可能正在经历振动。
传动装置的刚性和间隙会干扰通过编码器测量稳定时间。在直接驱动电机中,编码器基本上是固定在负载本身上,用于报告负载的真实稳定时间。
▲位置稳定时间是移动指令结束与机构停止之间的延迟。减少延迟,对于许多具有短程动作的应用尤其重要。等待机器停止,可能占整个周期相当大的一部分。
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准确性和可重复性
间隙和刚性也有助于机构的定位精度和可重复性。精度是衡量偏离理想状况的指标。例如,如果命令机器移动90度,它是否正好移动90.000度?或者如果你从外部测量,它是否只移动了89.999度?通常更重要的是可重复性,也称为精度。
如果指令为90.000时,机器可以重复移动89.999,那么就调整指令,直到重复移动到所需的位置。
控制系统测量编码器的位置。刚性和间隙给这些测量增加了不确定性因素。此外,齿轮箱或皮带系统的制造过程也会影响精度和可重复性。只有采用自然设计的直接驱动电机,才能直接测量负载并移动负载,而不会出现旋转驱动变速器中存在的间隙和柔性问题。
▲直接驱动电机的设计,直接测量负载并移动负载,而不会出现旋转驱动变速器中存在的间隙和柔性问题。
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全闭环运行
如果应用需要,为什么不通过在负载上添加旋转编码器来补偿齿轮箱或皮带传动装置的间隙和刚性?是的,这是可能的,业内使用的一个术语是全闭环。
全闭环运行允许旋转电机的位置环,通过直接安装在负载上的附加旋转编码器来闭合。这提高了可重复性和精确性,但对提高刚性、稳定时间和磨损没有太大作用。由于会显著增加成本和复杂性,所以很少会像这样添加外部旋转编码器。
▲全闭环允许旋转电机的位置环,通过直接安装在负载上的附加旋转编码器来闭合。这提高了可重复性和准确性,但对提高刚性、稳定时间和磨损没有太大作用。
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稳定时间对机器的影响
实际上,机器可能会由于稳定时间性能不佳而浪费钱,在伺服电机选型过程中很少会考虑这一点。在图14所示的装置中,具有相似功率容量的直接驱动电机和齿轮电机,以相同的运动曲线运行相同的负载。
行星齿轮减速比为50:1,额定间隙小于5弧分。移动曲线要求两个电机在接近其峰值扭矩额定值时加速和减速,并且RMS扭矩刚好低于连续额定值。两台电机都经过调谐,直到电机编码器测量的稳定时间接近50毫秒。在两个装置中,外部环形编码器都安装在负载上,以从外部测量负载位置以进行分析。这揭示了由齿轮电机驱动负载中的振荡,否则电机的编码器看不到这些。
▲在许多应用中,选择直接驱动电机可能会具有更好的效果。
在直接驱动电机上,两个编码器报告的位置始终基本相同。在齿轮电机上,您会看到负载在最终减速期间位于编码器之前,并在移动结束时振荡。
这种低频振荡源于齿轮箱的间隙和柔性,而不是负载本身的振荡。直到大约130毫秒,它才会稳定在0.05度以内。电机编码器不会显示这种振荡,因此在编程序列中需要额外的延迟来等待它稳定下来。
让我们将这个案例研究置于真实应用场景中,看看带来的实际效益情况(以美元表示)。假设这台机器代表一个生产小部件的8站分度工作台。理论上,每一个45度分度,都在200毫秒内完成移动,位置公差为0.05度。然后在每个站,有一个持续2秒的外部工作过程。在最后一站,生产一个小部件,带来50美分的收入。
直接驱动系统的周期为2225毫秒,每小时产生809美元的收入。由于稳定时间较长,齿轮电机需要两个2305毫秒,每小时产生772美元的收入。每小时37美元的差异,似乎并不大。但再仔细算一算,8小时轮班的差价为293美元,每周工作5天的差价接近1500美元,每年的差价超过73,000美元。即使每个小部件的收入只有10美分,这台机器仍然可以在相同的运营时间内每年多产生近15,000美元的收入。本案例研究说明:在为应用选型和选择伺服电机时,考虑可实现的稳定时间的影响是多么重要。
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直驱电机的磨损和维护
磨损和维护也是机器性能需要考虑的一部分因素。在直接驱动电机中,主电机轴承是唯一的摩擦和磨损点。这些电机轴承的规格通常适用于极重的负载。齿轮箱和皮带传动装置的其它运动部件都会磨损,可能需要润滑或其它定期维护。
与直接驱动电机相比,可听见的噪音也更大。随着它们的磨损,这些基于传动机构的性能开始下降。间隙和刚性每天都会变得更糟。期望的位置稳定时间、准确性和可重复性也会随着时间的推移而不断下降。
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低速旋转伺服应用的设计注意事项
一般在设计低速、旋转伺服应用时,强烈建议考虑直接驱动电机。前期成本很容易被性能的提高、设计的简单性和维护的便利性所抵消。以下是设计时的一些注意事项。
首先,请记住直接驱动电机上的轴承很坚固,可以支撑整个负载的重量。不需要额外的轴承,就像使用齿轮箱或皮带传动时一样。这节省了整个系统的部件成本、设计、工程和维护。
到目前为止,关于刚性的讨论仅仅限于传动部件。然而,机器本身的刚性也发挥了作用。直接驱动电机的稳定性,取决于负载和转子之间的刚性连接,以及从定子到机器底座的刚性连接。
转接板和框架结构件必须尽可能坚固。在直接驱动电机施加的极端扭矩下,看起来刚性的东西,可能也会弯曲和偏转。在任何应用中,不仅仅是直接驱动电机,安装框架和负载板都可能成为机器振动的来源。
最后,考虑采用超大齿轮电机解决方案来降低直接驱动电机的初始成本,目的是通过编程实现更快的移动来补偿较长的稳定时间,这种方案可能很诱人。
但请记住,更快的加速需要更大的扭矩,因此需要更大的放大器、联轴器和变速器,还可能需要改变机器的框架。确保不要超过负载本身或运动中零件和组件的限制。虽然在相同负载下更大的电机会导致更低的惯量比,但谐振和反谐振频率会降低,并且更有可能导致振荡和调谐复杂化。
使用直接驱动电机解决低速旋转伺服应用,可避免隐藏的初始成本,同时可以在机器的整个生命周期内提供卓越和稳定的性能,从长远来看可以节省成本。
小型伺服电机型号及参数对照表
1,最常用类型驱动器 SGDMSGDVSGD7S
共有3种,SGDM(2代),SGDV(5代),SGD7S(7代)字母开头的伺服驱动器,实物图如下
(1) SGDM驱动器规格
(2) SGDV驱动器规格
(3) SGD7S驱动器规格
2,最常用类型SGM伺服电机(旋转型,不包括减速箱,直线电机,力矩电机)实物图如下
(1)SGDM型2代配套伺服电机规格
该伺服电机包括SGMAH/SGMPH/SGMGH/SGMSH/SGMDH系列
*力矩伺服电机除外
(2)SGDV型5代配套伺服电机规格
a. SGMJV中惯量,小容量50W-750W
b. SGMAV低惯量,小容量50W-1KW
c. SGMPS中惯量,小容量100W-1.5KW扁平型
d. SGMGV中惯量,中容量300W-15KW
e. SGMSV低惯量,中容量1.0KW-7.0KW
(3) SGD7S型7代配套伺服电机规格
*直线型,直驱型伺服电机除外
3,驱动器IO接线端口和编码器连接
A)SGDM型2代
编码器连接示意图
IO端子(CN1)引脚定义
B)SGDV型5代
编码器连接示意图
(3)编码器(CN2)引脚定义
C)SGD7S型7代
(1)编码器(CN2AB)引脚定义
(2)编码器连接示意图
小型伺服电机型号参数
小型伺服电机也叫微型伺服电机,是一种工控执行机构。当然,具体该类设备小到了什么程度,也没人去定义,你自我感受就好。
相对来说,小型伺服电机功率比较小,采用电压较低的电源供电,电机转矩较小。那么,它可以被用在什么地方呢?
首先,是印刷行业,比如胶印机、打印机、喷涂机就可以用到它。
然后,是医疗行业,比如各种检查设备,CT、X光、B超、核磁共振设备,都可以集成小型伺服电机。
再者,是物流运输行业,比如物流仓库里的AGV小车,物流传送带上,都可以采用小型伺服电机。