伺服电机

伺服电机(servo motor )是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补助马达间接变速装置。可使控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。转子转速受输入信号控制,并能快速反应,在自动控制系统中作执行元件,且具有机电时间常数小、线性度高。产生电磁干扰,对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。伺服系统(servomechanism)是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)的任意变化的自动控制系统。

中文名伺服电机

外文名servo motor

应用学科航空科技(一级学科);航空机电系统(二级学科)

概念

伺服电机(servomotor)是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补助马达间接变速装置。伺服电机可使控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制,并能快速反应,在自动控制系统中,用作执行元件,且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性,可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。

词语解释

■定义: 在伺服系统中控制机械元件运转的发动机.是一种补助马达间接变速装置。

■作用:伺服电机,可使控制速度,位置精度非常准确。将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象

■分类:直流伺服电机和交流伺服电机。

伺服电机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,对环境有要求。因此它可以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,转动平滑,力矩稳定。控制复杂,容易实现智能化,其电子换相方式灵活,可以方波换相或正弦波换相。电机免维护,效率很高,运行温度低,电磁辐射很小,长寿命,可用于各种环境。

伺服电机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,它的功率范围大,可以做到很大的功率。大惯量,最高转动速度低,且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。

伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的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反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值进行比较,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)。

什么是伺服电机?有几种类型?工作特点是什么?

答:伺服电动机又称执行电动机,在自动控制系统中,用作执行元件,把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类,其主要特点是,当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降,

请问交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上有什么区别?

答:交流伺服要好一些,因为是正弦波控制,转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单,便宜。

永磁交流伺服电动机

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推出各自的交流伺服电动机和伺服驱动器系列产品并不断完善和更新。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,使原来的直流伺服面临被淘汰的危机。90年代以后,世界各国已经商品化了的交流伺服系统是采用全数字控制的正弦波电动机伺服驱动。交流伺服驱动装置在传动领域的发展日新月异。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,因此工作可靠,对维护和保养要求低。

⑵定子绕组散热比较方便。

⑶惯量小,易于提高系统的快速性。

⑷适应于高速大力矩工作状态。

⑸同功率下有较小的体积和重量。

发展历史

伺服电机自从德国MANNESMANN的Rexroth公司的Indramat分部在1978年汉诺威贸易博览会上正式推出MAC永磁交流伺服电动机和驱动系统,这标志着此种新一代交流伺服技术已进入实用化阶段。到20世纪80年代中后期,各公司都已有完整的系列产品。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,控制部分可完全由软件进行,分别称为摪胧只瘮或抟旌鲜綌、撊只瘮的永磁交流伺服系统。

到目前为止,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、8051单片机控制改为正弦波驱动、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、绕线机等的不同需要。

以生产机床数控装置而著名的日本法奴克(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。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-KFS、HC-MFS、HC-SFS、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。

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Servodyn SM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(Motion Control Division),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,恢复了Gettys名称,推出A700全数字化的交流伺服系统。

美国A-B(ALLEN-BRADLEY)公司驱动分部生产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。电动机包括3个机座号共30个规格。

I.D.(Industrial Drives)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掺鹣盗袛(Goldline)永磁交流伺服电动机,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。配套的驱动器有BDS4(模拟型)、BDS5(数字型、含位置控制)和Smart Drive(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。

原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(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)力矩和转子转动惯量之比。

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。

工作原理

伺服电机

交流伺服电动机定子的构造基本上与电容分相式单相异步电动机相似.其定子上装有两个位置互差90°的绕组,一个是励磁绕组Rf,它始终接在交流电压Uf上;另一个是控制绕组L,联接控制信号电压Uc。所以交流伺服电动机又称两个伺服电动机。

交流伺服电动机的转子通常做成鼠笼式,但为了使伺服电动机具有较宽的调速范围、线性的机械特性,无“自转”现象和快速响应的性能,它与普通电动机相比,应具有转子电阻大和转动惯量小这两个特点。目前应用较多的转子结构有两种形式:一种是采用高电阻率的导电材料做成的高电阻率导条的鼠笼转子,为了减小转子的转动惯量,转子做得细长;另一种是采用铝合金制成的空心杯形转子,杯壁很薄,仅0.2-0.3mm,为了减小磁路的磁阻,要在空心杯形转子内放置固定的内定子.空心杯形转子的转动惯量很小,反应迅速,而且运转平稳,因此被广泛采用。

交流伺服电动机在没有控制电压时,定子内只有励磁绕组产生的脉动磁场,转子静止不动。当有控制电压时,定子内便产生一个旋转磁场,转子沿旋转磁场的方向旋转,在负载恒定的情况下,电动机的转速随控制电压的大小而变化,当控制电压的相位相反时,伺服电动机将反转。

交流伺服电动机的工作原理与分相式单相异步电动机虽然相似,但前者的转子电阻比后者大得多,所以伺服电动机与单机异步电动机相比,有三个显著特点:

1、起动转矩大

由于转子电阻大,其转矩特性曲线如图3中曲线1所示,与普通异步电动机的转矩特性曲线2相比,有明显的区别。它可使临界转差率S0>1,这样不仅使转矩特性(机械特性)更接近于线性,而且具有较大的起动转矩。因此,当定子一有控制电压,转子立即转动,即具有起动快、灵敏度高的特点。

2、运行范围较广

3、无自转现象

正常运转的伺服电动机,只要失去控制电压,电机立即停止运转。当伺服电动机失去控制电压后,它处于单相运行状态,由于转子电阻大,定子中两个相反方向旋转的旋转磁场与转子作用所产生的两个转矩特性(T1-S1、T2-S2曲线)以及合成转矩特性(T-S曲线)

交流伺服电动机的输出功率一般是0.1-100W。当电源频率为50Hz,电压有36V、110V、220、380V;当电源频率为400Hz,电压有20V、26V、36V、115V等多种。

交流伺服电动机运行平稳、噪音小。但控制特性是非线性,并且由于转子电阻大,损耗大,效率低,因此与同容量直流伺服电动机相比,体积大、重量重,所以只适用于0.5-100W的小功率控制系统。

使用范围

伺服电机直流伺服电机可应用在是火花机、机械手、精确的机器等。可同时配置2500P/R高分析度的标准编码器及测速器,更能加配减速箱、令机械设备带来可靠的准确性及高扭力。 调速性好,单位重量和体积下,输出功率最高,大于交流电机,更远远超过步进电机。多级结构的力矩波动小。

选型比较

伺服电机步进电机作为一种开环控制的系统,和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中,步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现,交流伺服电机也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,运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。虽然两者在控制方式上相似(脉冲串和方向信号),但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。现就二者的使用性能作一比较。

一、控制精度不同

两相混合式步进电机步距角一般为 1.8°、0.9°,五相混合式步进电机步距角一般为0.72 °、0.36°。也有一些高性能的步进电机通过细分后步距角更小。如山洋公司(SANYODENKI)生产的二相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°,兼容了两相和五相混合式步进电机的步距角。

交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。以山洋全数字式交流伺服电机为例,对于带标准2000线编码器的电机而言,由于驱动器内部采用了四倍频技术,其脉冲当量为360°/8000=0.045°。对于带17位编码器的电机而言,驱动器每接收131072个脉冲电机转一圈,即其脉冲当量为360°/131072=0.0027466°,是步距角为1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。

二、低频特性不同

步进电机在低速时易出现低频振动现象。振动频率与负载情况和驱动器性能有关,一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当步进电机工作在低速时,一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象,比如在电机上加阻尼器,或驱动器上采用细分技术等。

交流伺服电机运转非常平稳,即使在低速时也不会出现振动现象。交流伺服系统具有共振抑制功能,可涵盖机械的刚性不足,并且系统内部具有频率解析机能(FFT),可检测出机械的共振点,便于系统调整。

三、矩频特性不同

步进电机的输出力矩随转速升高而下降,且在较高转速时会急剧下降,所以其最高工作转速一般在300~600RPM。交流伺服电机为恒力矩输出,即在其额定转速(一般为2000RPM或3000RPM)以内,都能输出额定转矩,在额定转速以上为恒功率输出。

四、过载能力不同

步进电机一般不具有过载能力。交流伺服电机具有较强的过载能力。以山洋交流伺服系统为例,它具有速度过载和转矩过载能力。其最大转矩为额定转矩的二到三倍,可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。步进电机因为没有这种过载能力,在选型时为了克服这种惯性力矩,往往需要选取较大转矩的电机,而机器在正常工作期间又不需要那么大的转矩,便出现了力矩浪费的现象。

五、运行性能不同

步进电机的控制为开环控制,启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象,停止时转速过高易出现过冲的现象,所以为保证其控制精度,应处理好升、降速问题。交流伺服驱动系统为闭环控制,驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样,内部构成位置环和速度环,一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象,控制性能更为可靠。

六、速度响应性能不同

步进电机从静止加速到工作转速(一般为每分钟几百转)需要200~400毫秒。交流伺服系统的加速性能较好,以山洋400W交流伺服电机为例,从静止加速到其额定转速3000RPM仅需几毫秒,可用于要求快速启停的控制场合。

综上所述,交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机。但在一些要求不高的场合也经常用步进电机来做执行电动机。所以,在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、成本等多方面的因素,选用适当的控制电机。

2、伺服电机的选型计算方法

注意三点:转数 山洋公司根据客户实际要求,对于同等功率的电机可以选配不同转数的电机,一般来说,转数越低,价格越便宜。

扭矩 必须满足实际需要,但是不需要像步进电机那样留有过多的余量。

机电专业技术论坛

惯量根据现场要求选用不同惯量的电机,如机床行业一般选用P1系列大惯量的伺服电机。

选择方法

伺服电机在伺服应用中选择最适合型号联轴器的可能是一件令人困惑的事情,因为伺服系统选配联轴器是一个复杂的过程。这个过程包含了很多不同的性能因素,包括力矩、轴的偏差、硬度、转速、空间要求等等,联轴器需要满足所有这些以便使系统正常的运转。在选择联轴器之前,需要我们对这些联轴器的性能和其应用进行详尽的了解。不同类型的联轴器存在着其自身的优缺点。

本文旨在向伺服联轴器的终端用户介绍不同类型联轴器在各种伺服系统中的应用,同时帮助终端用户指出在设计制造过程中要考虑的因素及如何有效连接不同产品来正确选择合适的联轴器。

选择适合的伺服联轴器是整个系统设计的重要部分,会很大影响到系统的整体性能表现。基于此原因,在设计过程中应尽早地考虑联轴器,并把分别把各种联轴器的和系统的功能目标排列对照,这样可以避免在运动控制的实际运用中经常产生的问题。我们讨论的上述每种联轴器都有其各自的特点,使其可适用于各种不同的应用中。但是,单一品种的联轴器不能适应于每种应用领域中。这使得目前市场上有各种品种的联轴器,给设计工程师选择最适合的联轴器使系统表现最优化且使用寿命长。

除了在文章中提到的五种运动控制的弹性联轴器、滑块联轴器、梅花联轴器、波纹管联轴器、膜片联轴器,还生产有轴套和刚性联轴器。每一件钜人公司的产品在生产过程中运用特别的步骤来保证其最高性能水准和漂亮外观。

弹性联轴器

弹性联轴器通常由金属圆棒线切割而成,常用的材质有铝合金、不锈钢、工程塑料。弹性联轴器运用平行或螺旋切槽系统来适应各种偏差和精确传递扭矩。弹性联轴器通常具备良好的性能而且有价格上的优势,在很多步进、伺服系统实际应用中,弹性联轴器是首选的产品。一体成型的设计使弹性联轴器实现了零间隙地传递扭矩和无须维护的优势。弹性联轴器主要有以下两个基本的系列:螺旋槽型和平行槽型。

螺旋槽型弹性联轴器有一条连续的多圈的长切槽,这种联轴器具有非常优良的弹性和很小的轴承负载。它可以承受各种偏差,最适合用于纠正偏角和轴向偏差,但处理偏心的能力比较差,因为要同时将螺旋槽在两个不同的方向弯曲,会产生很大的内部压力,从而导致联轴器的过早损坏。尽管长的螺旋槽型联轴器能在承受各种偏差情况下很容易地弯曲,但在扭力负载的情况下对联轴器的刚性也有同样的影响。扭力负载下过大的回转间隙会影响联轴器的精度并削弱其整体的性能。

螺旋槽型弹性联轴器是一种比较经济的选择,最适合用于低扭矩应用中,尤其在联接编码器和其他较轻的仪器中。

平行槽型弹性联轴器通常有3-5个切槽,以此来应付低扭矩刚性问题。平行槽型考虑到了不减弱承受纠正偏差能力的情况下使切槽变短,短的切槽可以使联轴器的扭矩刚性增强并交叠在一起,使它能够承受相当大的扭矩。这种性能使它适用于轻负荷的应用。例如,伺服电机与滚珠丝杆的联接。不过这种性能随着切槽尺寸的增加,其轴承负荷也会加大,但大多数情况下,都能足够有效地保护轴承。增加尺寸意味着增加承受偏心的能力。

现在大多数的弹性联轴器都是用铝合金材质做的,广州钜人自动化设备有限公司还提供不锈钢材质生产的弹性联轴器。不锈钢弹性联轴器除了耐腐蚀外,同时也增加了扭矩承受能力和刚性,甚至能达到两倍于铝合金制同类产品。然而这种增加的扭矩和刚性在一定程度上会被增加的质量和惯性而抵消。有时候负面影响也会超过其优点,这样使用户不得不去寻找其它形式的联轴器。

滑块联轴器

滑块联轴器是由两个轴套和一个中心滑块组成。中心滑块作为一个传递扭矩元件通常由工程塑料制成,特殊情况下可选择其它材料,比如金属材料。中心滑块通过两边呈90°相对分布的卡槽和两侧的轴套联接在一起,从而达到传递扭矩的目的。中心滑块和轴套之间用微小的压力进行吻合,这种压力能使联轴器在设备运转中具有零间隙运转。随着使用时间增长,滑块可能会因受到磨损而失去无反冲的功能,但中心滑块并不贵,也很容易更换,更换后仍能发挥其原有的性能。滑块联轴器常用于一般常用电机,个别的场合也可以用来联接伺服电机,在使用过程中通过中心滑块的滑动来纠正相对位移。因为抵抗相对位移的是滑块与轴套之间的摩擦力,因此它们之间的轴承负荷不会因为相对位移的增加而加大。

滑块联轴器不像其它的联轴器,它没有能像弹簧一样工作的弹性元件,因此不会因为轴间的相对位移的增加而使轴承负荷加大。不管如何,这种系列的联轴器比较物超所值,能选择不同材料的滑块是这种联轴器的最大优势。广州钜人自动化设备有限公司可根据客户的具体要求提供多种原材料中心滑块的选择来适应不同的应用。一般来说,一类材质适用于零间隙、高扭矩刚性和大扭矩的情况下,另一类材质适用于低精度定位、无需零间隙、但具有吸收震动和减小噪音的功能。非金属滑块还具有极佳的电气绝缘作用,可以充当机械保险丝来用。当工程塑料的滑块损坏后,传递作用将被完全终止,从而达到保护贵重的机械零件。这种设计适用于大的平行相对位移。

滑块联轴器分体的三部分设计,限制了它补偿轴向偏差的能力,比如不能用在推拉式应用中。同时,因为中心滑块是浮动的,两轴运动必须保证滑块不会脱落。

梅花联轴器

梅花联轴器主要有两种类型,一种是传统的直爪型的,另一种是曲面(内凹)爪型的零间隙联轴器。传统的直爪型梅花联轴器不适合用在精度很高的伺服传动应用中。零间隙爪型梅花联轴器是在直爪型的基础上演变而来的,但不同的是其设计能适合伺服系统的应用,常用于联接伺服电机、步进电机和滚珠丝杆。曲面是为了减少弹性梅花间隔体的变形和限制高速运转时向心力对它的影响。零间隙爪型联轴器由两个金属轴套(通常采用铝合金材质,也可以提供不锈钢材质)和一个梅花弹性间隔体结合而成。梅花弹性间隔体有多个叶片分支,像滑块联轴器一样,它也是通过压挤来使梅花弹性间隔体和两边的轴套吻合,并以此保证了其零间隙性能。与滑块联轴器不同的是,梅花联轴器是通过压挤传动的而滑块联轴器是通过剪力传动的。在使用零间隙爪型联轴器时,使用者一定要注意不能超过生产商给出的弹性元件的最大承受能力(保证零间隙的前提下),否则梅花弹性间隔体将会被压扁变形失去弹性,预加负荷消失,导致失去零间隙的性能,还可能在发生严重的问题后使用者才会发现。

梅花联轴器具有很好的平衡性能和适用于高转速应用(最高转速可达30000转/分钟),但不能处理很大的偏差,尤其是轴向偏差。较大的偏心和偏角会产生比其他伺服联轴器大的轴承负荷。另一个值的关注的问题是梅花联轴器的失效问题。一旦梅花弹性间隔体损坏或失效,扭矩传递并不会中断,同时两轴套的金属爪啮合在一起继续传递扭矩,这很可能会导致系统出现问题。根据实际应用选择合适的梅花弹性间隔体材料是本联轴器的一大优势,广州钜人自动化设备有限公司可提供各种弹性材料的梅花间隔体,不同的硬度和温度承受力,让客户选择合适的材料满足实际应用的性能标准。

膜片联轴器

膜片联轴器至少由一个膜片和两个轴套组成。膜片被用销钉紧固在轴套上一般不会松动或引起膜片和轴套之间的反冲。有一些生产商提供两个膜片的,也有提供三个膜片的,中间有一个或两个刚性元件,两边再连在轴套上。单膜片联轴器和双膜片联轴器的不同之处是处理各种偏差能力的不同,鉴于其需要膜片能复杂的弯曲,所以单膜片联轴器不太适应偏心。而双膜片联轴器可以同时曲向不同的方向,以此来补偿偏心。

膜片联轴器这种特性有点像波纹管联轴器,实际上联轴器传递扭矩的方式都差不多。膜片本身很薄,所以当相对位移荷载产生时它很容易弯曲,因此可以承受高达1.5度的偏差,同时在伺服系统中产生较低的轴承负荷。膜片联轴器常用于伺服系统中,膜片具有很好的扭矩刚性,但稍逊于波纹管联轴器。另一方面,膜片联轴器非常精巧,如果在使用中误用或没有正确安装则很容易损坏。所以保证偏差在联轴器的正常运转的承受范围之内是非常必要的。选择适合的联轴器是用好联轴器的关键一步,在设计阶段就得考虑选用什么类型的联轴器了,广州钜人自动化设备有限公司可以为您提供相关咨询服务。

波纹管联轴器

波纹管联轴器由两个轴套和一个薄壁金属管组成,通常它们是由焊接或粘结的方式连接在一起。尽管很多其它的材料可用,但最常用的还是不锈钢金属管材料和铝合金材质轴套。不锈钢波纹管具有优良的刚性、强度,经常用液压整形来制造。加氢重整就是把薄壁管放置在机器上,利用液压和特殊的工夹具使其成型。这种波纹管的特点使其成为理想的用在运动控制中的元件。薄而均匀的金属管在承受三种轴之间基本的偏差时而引起负荷时可以使其易弯曲,这三种基本偏差为轴向偏差、偏心和偏角。一般情况下波纹管联轴器可以承受1°-2°的偏角,0.1mm-0.2mm的偏心和-1.5mm-+0.7mm轴向偏差。

波纹管联轴器这种薄而均匀的管壁使其产生很低的轴承负荷,保持旋转各点的恒量,而不像其他联轴器那样破坏循环的高负荷点和低负荷点,并且在承受扭矩负载时保持刚性。扭矩刚性是决定联轴器精准度的主要因素,刚性越好传递的精度越高。在适用于伺服系统应用的联轴器中,波纹管联轴器是刚性最好的,在适应高精度和高重复性应用中是最理想的联轴器。针对易腐蚀场合中,广州钜人自动化设备有限公司可以提供不锈钢轴套的波纹管联轴器,不过这样增加了重量从而降低了这种联轴器的性能优势。使用铝合金轴套的波纹管联轴器在实际应用中的低惯性,这在当今的迅速反应系统中是十分重要的性能。

刚性联轴器

刚性联轴器,顾名思义,实际上是一种扭转刚性的联轴器,即使承受负载时也无任何回转间隙,即便是有偏差产生负荷时,刚性联轴器还是刚性传递扭矩。如果系统中有任何偏差,都会导致轴、轴承或联轴器过早的损坏,也就是说其无法用在高速的环境下,因为它无法补偿由于高速运转产生高温而产生的轴间相对位移。当然,如果相对位移能被成功的控制,在伺服系统应用中刚性联轴器也能发挥很出色的性能。尤其是小规格的刚性联轴器具有重量轻,超低惯性和高灵敏度的优越性能,且在实际应用中,刚性联轴器具有免维护,超强抗油以及耐腐蚀的优点。

虽然过去人们不赞成把刚性联轴器用在伺服传动中,但近来由于其高扭矩承受力、刚性和零间隙性能,小规格的铝合金刚性联轴器越来越多地应用在运动控制领域中。

调试方法

1、初始化参数

在接线之前,先初始化参数。

伺服电机在控制卡上:选好控制方式;将PID参数清零;让控制卡上电时默认使能信号关闭;将此状态保存,确保控制卡再次上电时即为此状态。

在伺服电机上:设置控制方式;设置使能由外部控制;编码器信号输出的齿轮比;设置控制信号与电机转速的比例关系。一般来说,建议使伺服工作中的最大设计转速对应9V的控制电压。比如,山洋是设置1V电压对应的转速,出厂值为500,如果你只准备让电机在1000转以下工作,那么,将这个参数设置为111。

2、接线

将控制卡断电,连接控制卡与伺服之间的信号线。以下的线是必须要接的:控制卡的模拟量输出线、使能信号线、伺服输出的编码器信号线。复查接线没有错误后,电机和控制卡(以及PC)上电。此时电机应该不动,而且可以用外力轻松转动,如果不是这样,检查使能信号的设置与接线。用外力转动电机,检查控制卡是否可以正确检测到电机位置的变化,否则检查编码器信号的接线和设置

3、试方向

对于一个闭环控制系统,如果反馈信号的方向不正确,后果肯定是灾难性的。通过控制卡打开伺服的使能信号。这是伺服应该以一个较低的速度转动,这就是传说中的“零漂”。一般控制卡上都会有抑制零漂的指令或参数。使用这个指令或参数,看电机的转速和方向是否可以通过这个指令(参数)控制。如果不能控制,检查模拟量接线及控制方式的参数设置。确认给出正数,电机正转,编码器计数增加;给出负数,电机反转转,编码器计数减小。如果电机带有负载,行程有限,不要采用这种方式。测试不要给过大的电压,建议在1V以下。如果方向不一致,可以修改控制卡或电机上的参数,使其一致。

4、抑制零漂

在闭环控制过程中,零漂的存在会对控制效果有一定的影响,最好将其抑制住。使用控制卡或伺服上抑制零飘的参数,仔细调整,使电机的转速趋近于零。由于零漂本身也有一定的随机性,所以,不必要求电机转速绝对为零。

5、建立闭环控制

再次通过控制卡将伺服使能信号放开,在控制卡上输入一个较小的比例增益,至于多大算较小,这只能凭感觉了,如果实在不放心,就输入控制卡能允许的最小值。将控制卡和伺服的使能信号打开。这时,电机应该已经能够按照运动指令大致做出动作了。

6、调整闭环参数

细调控制参数,确保电机按照控制卡的指令运动,这是必须要做的工作,而这部分工作,更多的是经验,这里只能从略了。

优点作用

首先我们来看一下伺服电机和其他电机(如步进电机)相比到底有什么优点:

伺服电机1、精度:实现了位置,速度和力矩的闭环控制;克服了步进电机失步的问题;

2、转速:高速性能好,一般额定转速能达到2000~3000转;

3、适应性:抗过载能力强,能承受三倍于额定转矩的负载,对有瞬间负载波动和要求快速起动的场合特别适用;

4、稳定:低速运行平稳,低速运行时不会产生类似于步进电机的步进运行现象。适用于有高速响应要求的场合;

5、及时性:电机加减速的动态相应时间短,一般在几十毫秒之内;

6、舒适性:发热和噪音明显降低。

简单点说就是:平常看到的那种普通的电机,断电后它还会因为自身的惯性再转一会儿,然后停下。而伺服电机和步进电机是说停就停,说走就走,反应极快。但步进电机存在失步现象。

伺服电机的应用领域就太多了。只要是要有动力源的,而且对精度有要求的一般都可能涉及到伺服电机。如机床、印刷设备、包装设备、纺织设备、激光加工设备、机器人、自动化生产线等对工艺精度、加工效率和工作可靠性等要求相对较高的设备。

伺服电机在封闭的环里面使用。就是说它随时把信号传给系统,同时把系统给出的信号来修正自己的运转。

伺服电机也可用单片机控制。

制动方式

伺服电机用户往往对电磁制动,再生制动,动态制动的作用混淆,选择了错误的配件。

动态制动器由动态制动电阻组成,在故障、急停、电源断电时通过能耗制动缩短伺服电机的机械进给距离。

再生制动是指伺服电机在减速或停车时将制动产生的能量通过逆变回路反馈到直流母线,经阻容回路吸收。

电磁制动是通过机械装置锁住电机的轴。

三者的区别:

(1)再生制动必须在伺服器正常工作时才起作用,在故障、急停、电源断电时等情况下无法制动电机。动态制动器和电磁制动工作时不需电源。

(2)再生制动的工作是系统自动进行,而动态制动器和电磁制动的工作需外部继电器控制。

(3)电磁制动一般在SV、OFF后启动,否则可能造成放大器过载,动态制动器一般在SV、OFF或主回路断电后启动,否则可能造成动态制动电阻过热。

注意事项

一、伺服电机油和水的保护

伺服电机A:伺服电机可以用在会受水或油滴侵袭的场所,但是它不是全防水或防油的。因此, 伺服电机不应当放置或使用在水中或油侵的环境中。

B:如果伺服电机连接到一个减速齿轮,使用伺服电机时应当加油封,以防止减速齿轮的油进入伺服电机

C:伺服电机的电缆不要浸没在油或水中。

二、伺服电机电缆→减轻应力

A:确保电缆不因外部弯曲力或自身重量而受到力矩或垂直负荷,尤其是在电缆出口处或连接处。

B:在伺服电机移动的情况下,应把电缆(就是随电机配置的那根)牢固地固定到一个静止的部分(相对电机),并且应当用一个装在电缆支座里的附加电缆来延长它,这样弯曲应力可以减到最小。

C:电缆的弯头半径做到尽可能大。

三、伺服电机允许的轴端负载

A:确保在安装和运转时加到伺服电机轴上的径向和轴向负载控制在每种型号的规定值以内。

B:在安装一个刚性联轴器时要格外小心,特别是过度的弯曲负载可能导致轴端和轴承的损坏或磨损

C:最好用柔性联轴器,以便使径向负载低于允许值,此物是专为高机械强度的伺服电机设计的。

D:关于允许轴负载,请参阅“允许的轴负荷表”(使用说明书)。

四、伺服电机安装注意

A:在安装/拆卸耦合部件到伺服电机轴端时,不要用锤子直接敲打轴端。(锤子直接敲打轴端,伺服电机轴另一端的编码器要被敲坏)

B:竭力使轴端对齐到最佳状态(对不好可能导致振动或轴承损坏)。

特点对比

直流无刷伺服电机特点

伺服电机转动惯量小、启动电压低、空载电流小; 弃接触式换向系统,大大提高电机转速,最高转速高达100 000rpm;无刷伺服电机在执行伺服控制时,无须编码器也可实现速度、位置、扭矩等的控制; 不存在电刷磨损情况,除转速高之外,还具有寿命长、噪音低、无电磁干扰等特点。

直流有刷伺服电机特点

1.体积小、动作快反应快、过载能力大、调速范围宽

2.低速力矩大, 波动小,运行平稳

3.低噪音,高效率

4.后端编码器反馈(选配)构成直流伺服等优点

5.变压范围大,频率可调

伺服电机项目融资和传统融资方式相比,具有以下特点:

1、融资主体的排他性。

伺服电机项目融资主要依赖项目自身未来现金流量及形成的资产,而不是依赖项目的投资者或发起人的资信及项目自身以外的资产来安排融资。融资主体的排他性决定了债权人关注的是项目未来现金流量中可用于还款的有多少,其融资额度、成本结构等都与项目未来现金流量和资产价值密切相关。

2、追索权的有限性。

传统融资方式,如贷款,债权人在关注项目投资前景的同时,更关注项目借款人的资信及现实资产,追索权具有完全性;而伺服电机项目融资方式如前所述,是就项目论项目,债权人除和签约方另有特别约定外,不能追索项目自身以外的任何形式的资产,也就是说伺服电机项目融资完全依赖项目未来的经济强度。

3、项目风险的分散性。

因融资主体的排他性、追索权的有限性,决定着作为项目签约各方对各种风险因素和收益的充分论证。确定各方参与者所能承受的最大风险及合作的可能性,利用一切优势条件,设计出最有利的融资方案。

4、项目信用的多样性。

将多样化的信用支持分配到项目未来的各个风险点,从而规避和化解不确定项目风险。如要求项目“产品”的购买者签订长期购买合同(协议),原材料供应商以合理的价格供货等,以确保强有力的信用支持。

1.0pt; 1 c a XJM pN count:2.0'>网络技术促进展览业的全球化、国际化发展。网络使得展览项目、组织机构的对外宣传面向全世界进行,展览信息从定向发布走向非定向发布,对展览会的宣传挣脱了地理位置的束缚。网上会展使得展览业的国际范围内竞争成为活生生的现实。

网络展览的前景

展览会上大量应用网络信息技术,将进一步完善展览会的媒介功能,这种数字化、信息化建设最终将促使服务内涵的拓展,当然对于展览管理等硬件设施的信息化建设也显得越发必要,为展览商和观众提供更多的方便。2007年将有90%以上的参展企业和组展商通过网络进行沟通、电子邮件、企业网页、电子支付手段和服务、网络身份的安全认证技术、信息和数据的网上传播和自动化处理、网上商品交易系统等电子技术都已随着网络应用而参与到展览业中,提高了工作效率,降低了成本。

未来的现代展览会组织者应该高度信息化,可以独立自行举办网上会展,使实物会展与网上会展比翼双飞。

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