5. 伺服电动机
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),一般街巷方式为星形
通常人们所说的伺服电机都是指同步的,同步的动态响应什么的都很好。但从伺服的定义来看,异步电机加反馈也能叫做是异步伺服电机。所以这个没有定论。
伺服电机铭牌上的maximum continuous stall torque(失速转矩): Electric motors 【1】 continue to provide torque when stalled. However, electric motors left in a stalled condition are prone to overheating and possible damage since the current flowing is maximum under these conditions.【2】
The maximum torque an electric motor can produce in the long term when stalled without causing damage is called the maximum continuous stall torque【2】
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6. 步进电动机
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度,称为“步距角”,它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。
通常电机的转子为永磁体,当电流流过定子绕组时,定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一角度,使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。每输入一个电脉冲,电动机转动一个角度前进一步。它输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序,电机就会反转。所以可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。
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名词解释:
1 转差率
异步电动机所谓异步,是指定子旋转磁场转速和转子转速不同。定子旋转磁场的转速和电网频率严格对应称谓同步转速。n=60f/p 所以,转差率就是定子旋转磁场转速与转子转速之差再除以定子旋转磁场转速(同步转速).同步电机无此说法
2 电枢绕组
一般电枢是交流同步电机的定子和直流电机的转子;感应电机(异步电机)没有电枢,只有定子和转子。
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经典问答:
1..无意间发现伺服马达铭牌上面标注的所谓RMS电流值(均方根电流),想请问这个值的参考意义是什么?与额定电流或是峰值电流有何关系?电机铭牌上除了这个标记就没有其他关于电流的标记了,有些许困惑望解答?
目前的伺服电机多为正弦波反电势的永磁同步电机,采用磁场定向控制和SVPWM驱动时,驱动电流也是追踪反电势波形的正弦电流波形,因而不少电机的额定电流都以RMS值给出,这与工频交流电的RMS值(即有效值)是一个概念。实测经验表明,目前日系通用伺服中三菱J2,松下A4,安川Σ-V等电机铭牌标注的额定电流都是相电流(由于是星形接法线电流就等于相电流)的RMS值。
均方根值是什么意思? RMS(root mean square)
答:均方根值也称作为效值,它的计算方法是先平方、再平均、然后开方。
比如幅度为100V而占空比为0.5的方波信号,如果按平均值计算,它的电压只有50V,而按均方根值计算则有70.71V。这是为什么呢?
举一个例子,有一组100伏的电池组,每次供电10分钟之后停10分钟,也就是说占空比为一半。如果这组电池带动的是10Ω电阻,供电的10分钟产生10A的电流和1000W的功率,停电时电流和功率为零。那么在20分钟的一个周期内其平均功率为500W,这相当于70.71V的直流电向10Ω电阻供电所产生的功率。而50V直流电压向10Ω电阻供电只能产生的250W的功率。对于电机与变压器而言,只要均方根电流不超过额定电流,既使在一定时间内过载,也不会烧坏。也就是说,电流在计算的过程中不是以峰值来衡量而是以RMS来衡量,所以SERVO电机上标注的和普通电机标注的额定电流是指的RMS电流值而非峰值
2. 伺服服电机在有自身驱动的前提下是否还可以接入变频器呢,这样做有用么?谢谢?
通常情况下,是不会这样作的,因为如果伺服电机在有自身驱动的时候,应该属于独立的系统,再连接变频器不能达到直接驱动的目的。
但是如果伺服控制器和变频器具备通信接口,同时需要达到同步或其他通信功能,可以如此连接,前提条件是变频器和伺服控制器具备强大的通讯功能或可编程功能,日系产品没有见过如此使用,欧美部分产品可以实现这样的配置。
另外一种情况是伺服控制器和变频器都作为上位控制的从站,实际是总线控制,和你的描述有本质的区别。
一、两者的共同点:
交流伺服的技术本身就是借鉴并应用了变频的技术,在直流电机的伺服控制的基础上通过变频的PWM方式模仿直流电机的控制方式来实现的,也就是说交流伺服电机必然有变频的这一环节:变频就是将工频的50、60HZ的交流电先整流成直流电,然后通过可控制门极的各类晶体管(IGBT,IGCT等)通过载波频率和PWM调节逆变为频率可调的波形类似于正余弦的脉动电,由于频率可调,所以交流电机的速度就可调了(n=60f/p ,n转速,f频率, p极对数)
二、谈谈变频器:
简单的变频器只能调节交流电机的速度,这时可以开环也可以闭环要视控制方式和变频器而定,这就是传统意义上的V/F控制方式。现在很多的变频已经通过数学模型的建立,将交流电机的定子磁场UVW3相转化为可以控制电机转速和转矩的两个电流的分量,现在大多数能进行力矩控制的著名品牌的变频器都是采用这样方式控制力矩,UVW每相的输出要加霍尔效应的电流检测装置,采样反馈后构成闭环负反馈的电流环的PID调节;ABB的变频又提出和这样方式不同的直接转矩控制技术,具体请查阅有关资料。这样可以既控制电机的速度也可控制电机的力矩,而且速度的控制精度优于v/f控制,编码器反馈也可加可不加,加的时候控制精度和响应特性要好很多。
三、谈谈伺服:
驱动器方面:伺服驱动器在发展了变频技术的前提下,在驱动器内部的电流环,速度环和位置环(变频器没有该环)都进行了比一般变频更精确的控制技术和算法运算,在功能上也比传统的变频强大很多,主要的一点可以进行精确的位置控制。通过上位控制器发送的脉冲序列来控制速度和位置(当然也有些伺服内部集成了控制单元或通过总线通讯的方式直接将位置和速度等参数设定在驱动器里),驱动器内部的算法和更快更精确的计算以及性能更优良的电子器件使之更优越于变频器。
电机方面:伺服电机的材料、结构和加工工艺要远远高于变频器驱动的交流电机(一般交流电机或恒力矩、恒功率等各类变频电机),也就是说当驱动器输出电流、电压、频率变化很快的电源时,伺服电机就能根据电源变化产生响应的动作变化,响应特性和抗过载能力远远高于变频器驱动的交流电机,电机方面的严重差异也是两者性能不同的根本。就是说不是变频器输出不了变化那么快的电源信号,而是电机本身就反应不了,所以在变频的内部算法设定时为了保护电机做了相应的过载设定。当然即使不设定变频器的输出能力还是有限的,有些性能优良的变频器就可以直接驱动伺服电机!!!
四、谈谈交流电机:
交流电机一般分为同步和异步电机
1、交流同步电机:就是转子是由永磁材料构成,所以转动后,随着电机的定子旋转磁场的变化,转子也做响应频率的速度变化,而且转子速度=定子速度,所以称“同步”。
2、交流异步电机:转子由感应线圈和材料构成。
3、对应交流同步和异步电机变频器就有相映的同步变频器和异步变频器,伺服电机也有交流同步伺服和交流异步伺服,当然变频器里交流异步变频常见,伺服则交流同步伺服常见。
五、应用
由于变频器和伺服在性能和功能上的不同,所以应用也不大相同:
1、在速度控制和力矩控制的场合要求不是很高的一般用变频器,也有在上位加位置反馈信号构成闭环用变频进行位置控制的,精度和响应都不高。现有些变频也接受脉冲序列信号控制速度的,但好象不能直接控制位置。
2、在有严格位置控制要求的场合中只能用伺服来实现,还有就是伺服的响应速度远远大于变频,有些对速度的精度和响应要求高的场合也用伺服控制,能用变频控制的运动的场合几乎都能用伺服取代,关键是两点:一是价格伺服远远高于变频,二是功率的原因:变频最大的能做到几百KW,甚至更高,伺服最大就几十KW。
就最后一点说下,现在伺服也能做到几百KW了。
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3. 有一台200V电动机用的是三角接法我把电动机转换成星星接法用380v电源但是电动机运转不到一分钟热继保护?
标明三角形接法的电动机,如果换成星接运形,电动机将不能输出额定功率。如果是水泵电机,出水会比正常小,杨程也低,如果是起重设备,电动机给出的功率会吊不起重物,或者在一个较低的转速下运行。所以我分析,是电机功率下降,由于负载较重,使电机电流过大,并且热保护设置的合适,才动作的。另外这样接是决对不允许的,转子电阻一定的情况下,转子电流的大小是和转差率是成正比的,这样接转子发热比正常时大很多,转子温度升高后,近一步增加损耗,使转速降低,恶性循环,最后会导致润滑脂熔化成液体而流失,最后会抱死轴承,甚至烧毁电机。
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4.变频电机与工频电机有什么区别
普通异步电动机都是按恒频恒压设计的,不可能完全适应变频调速的要求。以下为变频器对电机的影响.
不论那种形式的变频器,在运行中均产生不同程度的谐波电压和电流,使电动机在非正弦电压、电流下运行。拒资料介绍,以目前普遍使用的正弦波PWM型变频器为例,其低次谐波基本为零,剩下的比载波频率大一倍左右的高次谐波分量为:2u+1(u为调制比)。 高次谐波会引起电动机定子铜耗、转子铜(铝)耗、铁耗及附加损耗的增加,最为显著的是转子铜(铝)耗.
如将普通三相异步电动机运行于变频器输出的非正弦电源条件下,其温升一般要增加10%--20%, 这些损耗都会使电动机额外发热,效率降低,输出功率减小.
变频电机可在0。1HZ--130HZ范围长期运行, 普通电机可在:2极的为20--65hz范围长期运行. 4极的为25--75hz范围长期运行. 6极的为30--85hz范围长期运行. 8极的为35--100hz范围长期运行.