交流伺服电机现在已经逐渐在市场上面茁壮成长了,这其中肯定是有它自身的优势才能不断的发展壮大。长期以来,在要求调速性能较高的场合,一直占据主导地位的是应用直流电动机的调速系统。
交流伺服电机的几大优势总结
优点:
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。
一、控制精度不同
两相混合式步进电机步距角一般为3.6°、 1.8°,五相混合式步进电机步距角一般为0.72 °、0.36°。也有一些高功用的步进电机步距角更小。如四通公司出产的一种用于慢走丝机床的步进电机,其步距角为0.09°;
二、低频特性不同
步进电机在低速时易出现低频振荡现象。振荡频率与负载情况和驱动器功用有关,一般以为振荡频率为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的作业原理所选择的低频振荡现象关于机器的正常作业非常倒运。当步进电机作业在低速时,一般应选用阻尼技能来打败低频振荡现象,比如在电机上加阻尼器,或驱动器上选用细分技能等。
三、过载才调不同
步进电机一般不具有过载才调。交流伺服电机具有较强的过载才调。以松下交流伺服体系为例,它具有速度过载和转矩过载才调。其转矩为额定转矩的三倍,可用于打败惯性负载在建议瞬间的惯性力矩。步进电机因为没有这种过载才调,在选型时为了打败这种惯性力矩,往往需求选取较大转矩的电机,而机器在正常作业期间又不需求那么大的转矩,便出现了力矩浪费的现象。
三、过载才能不同
步进电机一般不具有过载才能。沟通伺服电机具有较强的过载才能。以松下沟通伺服系统为例,它具有速度过载和转矩过载才能。其转矩为额定转矩的三倍,可用于战胜惯性负载在发动瞬间的惯性力矩。步进电机由于没有这种过载才能,松下伺服马达选型,在选型时为了战胜这种惯性力矩,往往需求选取较大转矩的电机,而机器在正常工作期间又不需求那么大的转矩,便呈现了力矩浪费的现象。
四、作业功用不同
步进电机的控制为开环控制,建议频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象,接连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。交流伺服驱动体系为闭环控制,驱动器可直接对电机编码器反应信号进行采样,内部构成方位环和速度环,松下伺服马达,一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象,控制功用更为可靠。
使用过或者研究过伺服电机的人都会知道两个名词,即刚性和惯量,那么这两个单位到底是什么作用呢?
要说刚性,先说刚度。
刚度是指材料或结构在受力时抵抗弹性变形的能力,是材料或结构弹性变形难易程度的表征。材料的刚度通常用弹性模量E来衡量。在宏观弹性范围内,刚度是零件荷载与位移成正比的比例系数,即引起单位位移所需的力。它的倒数称为柔度,即单位力引起的位移。刚度可分为静刚度和动刚度。
一个结构的刚度(k)是指弹性体抵抗变形拉伸的能力。
k=P/δ
P是作用于结构的恒力,松下伺服马达a5,δ是由于力而产生的形变。
转动结构的转动刚度(k)为:
k=M/θ
其中,M为施加的力矩,θ为旋转角度。
举个例子,我们知道钢管比较坚硬,一般受外力形变小,而橡皮筋比较软,受到同等力产生的形变就比较大,那我们就说钢管的刚性强,橡皮筋的刚性弱,或者说其柔性强。
在伺服电机的应用中,用联轴器来连接电机和负载,就是典型的刚性连接;而用同步带或者皮带来连接电机和负载,就是典型的柔性连接。
电机刚性就是电机轴抗外界力矩干扰的能力,而我们可以在伺服控制器调节刚性。
伺服电机的机械刚度跟它的响应速度有关。一般刚性越高其响应速度也越高,但是调太高的话,很容易让电机产生机械共振。所以,日本松下伺服马达,在一般的伺服放大器参数里面都有手动调整响应频率的选项,要根据机械的共振点来调整,需要时间和经验(其实就是调增益参数)。
在伺服系统位置模式下,施加力让电机偏转,如果用力较大且偏转角度较小,那么就认为伺服系统刚性强,反之则认为伺服刚性弱。注意这里我说的刚性,其实更接近响应速度这个概念。从控制器角度看的话,刚性其实是速度环、位置环和时间积分常数组合成的一个参数,它的大小决定机械的一个响应速度。
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