伺服电机驱动器接收电机编码器的反馈信号,并和指令脉冲进行比较,从而构成了一个位置的半闭环控制。所以伺服电机不会出现丢步现象,每一个指令脉冲都可以得到可靠响应。
9.如何考虑松下伺服的供电电源问题?
目前,几乎所有日本产交流伺服电机都是三相200V供电,国内电源标准不同,所以必须按以下方法解决:
A.对于750W以下的交流伺服,一般情况下可直接将单相220V接入驱动器的L1,L3端子;
B.对于其它型号电机,建议使用三相变压器将三相380V 变为三相200V,接入驱动器的 L1,L2,L3。
10.对伺服电机进行机械安装时,应特别注意什么?
由于每台伺服电机后端部都安装有旋转编码器,它是一个十分易碎的精密光学器件,过大的冲击力肯定会使其损坏。详情请参阅网站:http://www.fenen.com
步进电机和交流伺服电机性能比较
步进电机是一种离散运动的装置,它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3.6°、1.8°,五相混合式步进电机步距角
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一般为0.72 °、0.36°。也有一些高性能的步进电机步距角更小。如四通公司生产
的一种用于慢走丝机床的步进电机,其步距角为0.09°;德国百格拉公司(BERGER
LAHR)生产的三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。以松下全数字式交
流伺服电机为例,对于带标准2500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°/10000=0.036°。对于带17位编码器的电机而言,驱
动器每接收217=131072个脉冲电机转一圈,即其脉冲当量为360°/131072=9.89秒。
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
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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。以松下交
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,以松下MSMA 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。
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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。
山社步进电机生产的步进电机采用永磁矽钢片及日本NSK原装轴承制造,與其他品牌步進電機相比具有定位精度高,输出力矩高,响应频率高,运行噪音低,動態特性好等特点及优势。山社電機(SAMSR MOTOR)以高精尖技術領袖於電機同行業,多年來是眾工業設備提高產品質量的主要首選。
合理选择伺服电机的惯量
伺服电机的小惯量的高速往复好,大惯量的本身惯量大,机床上用好点. 伺服电机需要惯量匹配,日系列10倍与电机惯量左右(不同品牌有差异),欧系的20左右. 一般来说欧系的惯量都小,因为他们电机做的是细长的. 转动惯量=转动半径*质量。我们在选择合适的伺服电机的使用常常会遇到扭力选择和惯量选择,对于扭矩的计算相对简单,只需要知道负载重量和传动方式一般能很快的计算出电机所需要力矩,选型的时候再适当放大,留些余量就可以了.惯量就是刚体绕轴转动的惯性的度量,转动惯量是表征刚体转动惯性大小的物理量。它与刚体的质量、质量相对于转轴的分布有关。(刚体是指理想状态下的不会有任何变化的物体),选择的时候遇到电机惯量,也是伺服电机的一项重要指标。它指的是伺服电机转子本身的惯量,对于电机的加减速来说相当重要。如果不能很好的匹配惯量,电机的动作会很不平稳.一般来说,小惯量的电机制动性能好,启动,加速停止的反应很快,高速往复性好,适合于一些轻负载,高速定位的场合,如一些直线高速定位机构。中、大惯量的电机适用大负载、平稳要求比较高的场合,如一些圆周运动机构和一些机床行业。
如果你的负载比较大或是加速特性比较大,而选择了小惯量的电机,可能对电机轴损伤太大, 选择应该根据负载的大小,加速度的大小,等等因素来选择,一般的选型手册上有相关的能量计算公式,比较复杂,这里就不详列了。
伺服电机驱动器对伺服电机的响应控制,最佳值为负载惯量与电机转子惯量之比为一,最大不可超过五倍。通过机械传动装置的设计,可以使负载惯量与电机转子惯量之比接近一或较小。当负载惯量确实很大,机械设计不可能使负载惯量与电机转子惯量之比小于五倍时,则可使用电机转子惯量较大的电机,即所谓的大惯量电机。使用大惯量的电机,要达到一定的响应,驱动器的容量应要大一些。
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松下PLC控制伺服电机实例程序
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