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直流伺服电机介绍

直流的基本结构与普通他励直流电动机一样,所不同的是直流电枢电流很小,换向不难,不需要安装换向磁极,转子细长,气隙小,磁路不饱和,电枢电阻大。根据不同的励磁方法,可分为电磁和永磁。电磁直流伺服电机的磁场由励磁绕组产生,一般采用励磁绕组;永磁直流伺服电机的磁场由永磁铁产生,无励磁绕组和励磁电流,可减少体积和损耗。为了满足各种系统的需要,对结构进行了许多改进,开发了低惯性无槽电枢、空心杯形电枢、印刷绕组电枢和无刷直流伺服电机。

电磁式直流电磁直流伺服电机的工作原理与其他励磁直流电机相同,因此电磁直流伺服电机有两种控制速度的方法:电枢控制和磁场控制。当然,对于永磁直流伺服电机,只有一种方法可以控制和调速。由于磁场控制调速方式的性能不如电枢控制调速方式,直流伺服电机一般采用电枢控制调速方式。直流伺服电机转轴的转向随控制电压的极性而变化。

直流伺服电动机的机械特性与他励直流电动机相似,即n=n0-αT。当励磁不变时,对不同电压Ua有一组平行线下降。

直流伺服电机适用于大功率(1-600W)在自动控制系统中。与交流伺服电机相比,其调速线性好,体积小,质量轻,启动转矩大,输出功率大。但其结构复杂,特别是低速稳定性差,火花会引起无线电干扰。近年来,发展了低惯性无槽电枢电机、空心杯电枢电机、印刷绕组电枢电机、无刷直流伺服电机,提高电视摄像机、录音机等自动控制系统的发展需求X—Y函数记录

永磁交流伺服电机

自20世纪80年代以来,随着集成电路、电力电子技术和交流变速驱动技术的发展,永磁交流伺服驱动技术发展突出,各国著名电气制造商推出了自己的交流伺服电机伺服驱动器该系列产品并不断改进和更新。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,使原有的直流伺服面临被淘汰的危机。20世纪90年代以后,世界各地的商业交流伺服系统由全数字控制的正弦波电机伺服驱动。交流伺服驱动装置在传动领域的发展日新月异。与直流伺服电机相比,永磁交流伺服电机的主要优点是:

⑴无电刷和换向器,工作可靠,维护要求低。

⑵定子绕组散热更方便。

⑶惯性小,容易提高系统的快速性。

⑷适用于高速大力矩工作状态。

⑸体积和重量在同功率下较小。

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永磁交流伺服电机和驱动系统,标志着新一代交流伺服技术已进入实用阶段。到20世纪80年代中后期,所有公司都有完整的系列产品。整个伺服装置市场转向交流系统。早期模拟系统缺乏零漂移、抗干扰、可靠性、精度和灵活性,不能完全满足运动控制的要求。近年来,随着微处理器和新的数字信号处理器(DSP)数字控制系统出现在应用程序中,控制部分可以完全由软件完成,分别称为朦胧 只有, 只有永磁交流伺服系统。

到目前为止,大多数高性能系统大多采用永磁同步交流伺服电机,控制驱动器大多采用快速准确定位的全数字位置伺服系统。德国西门子、科尔摩根、日本松下、安川等典型制造商。

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该系列适用于机器人(最高速度为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。新的D系列和R系列于20世纪90年代推出。8051单片机由旧系列矩形波驱动,改为正弦波驱动C、154CPU由门阵列芯片控制,扭矩波动从24%降低到7%,可靠性提高。只用了几年时间就形成了八个系列(功率范围为0.05~6kW)相对完整的系统满足了工作机械、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、高速绕组机、绕组机等的不同需求。

以生产机床数控装置命名的日本法奴克(Fanuc)公司,在20世纪80年代中

还推出了S系列(13规格)和L系列(5规格)永磁交流伺服电机。L系列

适用于需要特殊快速响应的位置伺服系统,旋转惯量小,机械时间常数小。

其他日本制造商,如三菱电机(HC-KFS、HC-MFS、HC-SFS、HC-RFS和HC-UFS系列),东芝精机(SM系列),大久铁工所(BL三洋电气系列)(BL立石电机系列)(S许多制造商,如系列),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该系列交流伺服电机有7个座号和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机分为标准型和短型两类,共8个座号,98个规格。据说,该系列交流伺服电机与输出力矩相同的直流伺服电机IHU与系列相比,重量仅为后者的1/2,配套晶体管脉宽调制驱动器6SC61系列,最多6轴电机控制。

德国宝石(BOSCH)公司生产铁氧体永磁SD稀土永磁系列(17个规格)SE交流伺服电机和系列(8个规格)Servodyn SM系列驱动控制器。

美国著名的伺服装置制造商Gettys曾一度作为Gould 电子公司的一个分支机构(Motion Control Division),生产M600系列交流伺服电机和A600 系列的伺服

驱动器。合并后AEG,恢复了Gettys名称,推出A700全数字交流伺服系统。

美国A-B(ALLEN-BRADLEY)公司驱动分公司生产1326型铁氧体永磁交流伺服电机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)科尔摩根是美国著名的科尔摩根(Kollmorgen)工业驱动分公司曾生产过BR-210、BR-310、BR-510 无刷伺服电机三个系列共41个规格BDS三型伺服驱动器。自1989年以来,一系列新设计的混合盗贼(Goldline)永磁交流伺服电机包括B(小惯量),M(中惯量)和EB(防爆型)有10、20、40、60、80五种机座号,每类规格42种,均采用钕铁硼永磁材料,扭矩范围为0.84~111.2N.m,功率范围为0.54~15.7kW。配套驱动器有BDS4.BDS5(数字型,包括位置控制)和Smart Drive三个系列, 最大连续电流55A。Goldline该系列代表了当代永磁交流伺服技术的最新水平。

爱尔兰的Inland原为Kollmorgen现合并国外一个分支机构AEG,以生产直流伺服电机、直流扭矩电机和伺服放大器而闻名。BHT机座号1100、2200、3300有17种规格SmCo永磁交流伺服电机和八种控制器。

法国Alsthom巴黎集团Parvex工厂生产LC系列(长)和GC系列(短)

交流伺服电机有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系列交流伺服电机。其中ДBy该系列采用铁氧体永磁,有两个座号,每个座号有三个铁芯长度,各有两个绕组数据,共12个规格,连续扭矩范围为7~35N.m。2ДBy稀土永磁系列,6个座号17个规格,扭矩范围0.1~170N.m,配套的是3ДБ型控制器。

近年来,日本松下公司推出了全数字型MINAS永磁交流伺服电机是一系列交流伺服系统MSMA系列小惯量型,功率从0.03~5kW,共18种规格;中惯量型MDMA、MGMA、MFMA功率从0的三个系列.75~4.5kW,共23种规格,MHMA系列大惯量电机的功率范围为0.5~5kW,有7种规格。

近年来,韩国三星开发了全数字永磁交流伺服电机和驱动系统FAGA交流伺服电动机系列有CSM、CSMG、CSMZ、CSMD、CSMF、CSMS、CSMH、CSMN、CSMX各种型号的功率为15W~5kW。

采用β时浠 蕯(Powerrate)作为伺服电机的质量因素,该综合指标测量和比较了各种交直流伺服电机和步进电机的动态响应性能。功率变化率表示电机连续(额定)扭矩与转子旋转惯量之比。

根据功率变化率的计算和分析,永磁交流伺服电机的技术指标是美国I.D 的Goldline德国是最好的系列Siemens的IFT5系列次之。

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标签: 数控机床回生电阻散热结构

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