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,松下伺服马达,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,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,松下,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,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,松下伺服,它的大小决定机械的一个响应速度。
伺服电机市场85%被外资品牌占据
伺服驱动系统,松下PLC,通常由伺服电机以及伺服驱动器组成,会利用各种电机产生的力矩和力,直接或间接地驱动机器本体以获得机器的各种运动。除了可以进行速度与转矩控制外,伺服系统还可以进行准确、快速、稳定的位臵控制。
由于特别适合要求运行平稳、低噪音、响应快、使用寿命长、高输出扭矩的应用场合,伺服电机广泛应用于注塑机、数控车床、包装机械、纺织机械、ATM机、喷绘机、刻字机、写真机、喷涂设备、医学仪器及设备、计算机外设及海量存储设备、精密仪器、工业控制系统、办公自动化、机器人等领域。
在机器人领域,伺服电机起着重要作用。可以用“肌肉”来形容伺服电机在机器人当中的地位,一般来说,机器人的伺服电机是用来将机器人大脑发出的运动指令转换为运动动作的部件。
现状:80%市场份额被国外名企占据
目前主要被国外名企占据,大概占据了近80%的市场份额,而且主要来自日本和欧美。其中,日系产品以约50%的市场份额居首,其品牌包括松下、富士、禾川等为主。
日本伺服电机品牌——松下
松下电机
松下伺服电机在中国市场的销量非常高,价格上比国产伺服电机普遍高出1000左右,但价格在进口国外伺服电机品牌中算是相当便宜,有的系列甚至低于台系伺服电机,质量在短期内较好。
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。
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