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控制特性監(jiān)測(cè)功能可監(jiān)測(cè)閉合回路的控制塊的控制質(zhì)量并發(fā)送相關(guān)信號(hào)。果控制性能下降,則可對(duì)控制器適時(shí)進(jìn)行優(yōu)化或?qū)嵤┨囟ǖ木S護(hù)措施。
SIMATIC PCS 7系統(tǒng)集成的I&C 庫(kù)也具有較高質(zhì)量的回路控制功能,憑借該功能,則可執(zhí)行成本效益高的高級(jí)過程控制(Advanced Process Control )應(yīng)用程序。多變量控制、預(yù)測(cè)控制或超馳控制因此,可有效提高小型和中型設(shè)備的收益、產(chǎn)品質(zhì)量、安全和環(huán)境保護(hù)特性。
西門子編碼器西門子聯(lián)軸器產(chǎn)品,我們將為您提供設(shè)計(jì)、選型,安裝和應(yīng)用等服務(wù),咨詢!6FX2001-2AC50,6FX2001-2AB02,6FX2001-3AC50,6FX2001-3AB02,6FX2001-3AF00
西門子編碼器6FX2001-2GA50 6FX2001-2GB00 6FX2001-2GB02
西門子伺服電機(jī)編碼器更換后都要調(diào)整對(duì)零位,不僅換編碼器要調(diào)零點(diǎn)就是換軸承也要拆編碼器的,編碼器不可盲目的拆,稍有不慎編碼器就有可能損壞,拆之前要把編碼器對(duì)位點(diǎn)做好標(biāo)記,安裝的時(shí)間反著來就可以了
西門子電機(jī)使用范圍十分廣在NILES磨齒機(jī)、格林森磨齒機(jī)、德國(guó)沙曼加工中心、法拉克數(shù)控機(jī)床、德馬吉加工中心等 高精密機(jī)床上使用非常廣泛。
*,電機(jī)上電,機(jī)械振蕩(加/減速時(shí))引發(fā)此類故障的常見原因有:①脈沖編碼器出現(xiàn)故障。此時(shí)應(yīng)檢查伺服系統(tǒng)是否穩(wěn)定,電路板維修檢測(cè)電流是否穩(wěn)定,同時(shí),速度檢測(cè)單元反饋線端子上的電壓是否在某幾點(diǎn)電壓下降,如有下降表明脈沖編碼器不良,更換編碼器;②脈沖編碼器十字聯(lián)軸節(jié)可能損壞,導(dǎo)致軸轉(zhuǎn)速與檢測(cè)到的速度不同步,更換聯(lián)軸節(jié);③測(cè)速發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障。修復(fù),更換測(cè)速機(jī)。維修實(shí)踐中,測(cè)速機(jī)電刷磨損、卡阻故障較多,此時(shí)應(yīng)拆下測(cè)速機(jī)的電刷,用綱砂紙打磨幾下,同時(shí)清掃換向器的污垢,再重新裝好。
第二.電機(jī)上電,機(jī)械運(yùn)動(dòng)異常快速飛車)出現(xiàn)這種伺服整機(jī)系統(tǒng)故障,應(yīng)在檢查位置控制單元和速度控制單元的同時(shí),還應(yīng)檢查:①脈沖編碼器接線是否錯(cuò)誤;②脈沖編碼器聯(lián)軸節(jié)是否損壞;③檢查測(cè)速發(fā)電機(jī)端子是否接反和勵(lì)磁信號(hào)線是否接錯(cuò)。一般這類現(xiàn)象應(yīng)由專業(yè)的電路板維修技術(shù)人員處理,負(fù)責(zé)可能會(huì)造成更嚴(yán)重的后果。
第三.主軸不能定向移動(dòng)或定向移動(dòng)不到位出現(xiàn)這種伺服整機(jī)系統(tǒng)故障,應(yīng)在檢查定向控制電路的設(shè)置調(diào)整、檢查定向板、主軸控制印刷電路板調(diào)整的同時(shí),還應(yīng)檢查位置檢測(cè)器(編碼器)的輸出波形是否正常來判斷編碼器的好壞(應(yīng)注意在設(shè)備正常時(shí)測(cè)錄編碼器的正常輸出波形,以便故障時(shí)查對(duì))。
第四.坐標(biāo)軸進(jìn)給時(shí)振動(dòng)應(yīng)檢查電機(jī)線圈、機(jī)械進(jìn)給絲杠同電機(jī)的連接、伺服系統(tǒng)、脈沖編碼器、聯(lián)軸節(jié)、測(cè)速機(jī)。
第五.出現(xiàn)NC錯(cuò)誤報(bào)警NC報(bào)警中因程序錯(cuò)誤,操作錯(cuò)誤引起的報(bào)警。如FANUC6ME系統(tǒng)的Nc出現(xiàn)090.091報(bào)警,原因可能是:①主電路故障和進(jìn)給速度太低引起;②脈沖編碼器不良;③脈沖編碼器電源電壓太低(此時(shí)調(diào)整電源15V電壓,使主電路板的+5V端子上的電壓值在4.95-5.10V內(nèi));④沒有輸人脈沖編碼器的一轉(zhuǎn)信號(hào)而不能正常執(zhí)行參考點(diǎn)返回。
PLC可以通過發(fā)脈沖的形式給伺服驅(qū)動(dòng)器做位置環(huán)定位控制,一般是前邊兩個(gè)輸出口,晶體管輸出型的;也可以通過PLC模擬量給伺服電機(jī)進(jìn)行速度和力矩控制,西門子PLC也不例外了
所有的伺服都是自己帶編碼器的。PLC和伺服之間通過對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線連接,因?yàn)橛泻枚喾N控制方式,所以接口和接線方法很多。估計(jì)在說明書上應(yīng)該有說明。
一般的情況是:
編寫好PLC程序,PLC控制伺服驅(qū)動(dòng)器,伺服驅(qū)動(dòng)器控制伺服電機(jī)的運(yùn)行。
PLC和伺服放大驅(qū)動(dòng)器之間是信號(hào)通訊線。伺服驅(qū)動(dòng)器和伺服電機(jī)之間既有從伺服電機(jī)到伺服驅(qū)動(dòng)器的編碼器反饋線,還有從伺服驅(qū)動(dòng)器到伺服電機(jī)的動(dòng)力線。
交流伺服電動(dòng)機(jī)
交流伺服電動(dòng)機(jī)定子的構(gòu)造基本上與電容分相式單相異步電動(dòng)機(jī)相似.其定子上裝有兩個(gè)位置互差90°的繞組,一個(gè)是勵(lì)磁繞組Rf,它始終接在交流電壓Uf上;另一個(gè)是控制繞組L,聯(lián)接控制信號(hào)電壓Uc。所以交流伺服電動(dòng)機(jī)又稱兩個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)。
交流伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子通常做成鼠籠式,但為了使伺服電動(dòng)機(jī)具有較寬的調(diào)速范圍、線性的機(jī)械特性,無"自轉(zhuǎn)"現(xiàn)象和快速響應(yīng)的性能,它與普通電動(dòng)機(jī)相比,應(yīng)具有轉(zhuǎn)子電阻大和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小這兩個(gè)特點(diǎn)。
交流伺服電動(dòng)機(jī)在沒有控制電壓時(shí),定子內(nèi)只有勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的脈動(dòng)磁場(chǎng),轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng)。當(dāng)有控制電壓時(shí),定子內(nèi)便產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向旋轉(zhuǎn),在負(fù)載恒定的情況下,電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速隨控制電壓的大小而變化,當(dāng)控制電壓的相位相反時(shí),伺服電動(dòng)機(jī)將反轉(zhuǎn)。
伺服一般分為轉(zhuǎn)矩,位置,速度等幾種控制方式,各種品牌伺服每種的控制方式的接線方法不同,有的是通過參數(shù)的設(shè)定來選擇。有的是改變接線方式。
西門子伺服電機(jī)溫度過高, 電動(dòng)機(jī)換過,編碼器反饋線換過,驅(qū)動(dòng)板換過,效果 還是一樣,是什么毛???
這個(gè)問題我們的工程師4月份在東莞一個(gè)客戶那里遇到過,而且比這個(gè)問題還惡劣,解決前都造成兩個(gè)電機(jī)燒毀了。
可能問題有差異,建議考慮三個(gè)因素:
1、電機(jī)負(fù)荷計(jì)算合理嗎?是不是扭矩選小了? 或者電機(jī)使能后有大的負(fù)載扭矩加到電機(jī)軸端,造成電機(jī)為了對(duì)抗負(fù)荷一直在大電流輸出狀態(tài)。
如果電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間電流過大,會(huì)很容易燒毀線圈,特別是小的伺服電機(jī),比如1FK7 032,022等的型號(hào)。
建議在參數(shù)里將電機(jī)電流限幅,扭矩限幅放小,以保護(hù)電機(jī)
2、是不是驅(qū)動(dòng)模塊有問題。有可能驅(qū)動(dòng)模塊輸出有高次諧波,加載到電機(jī)線圈上造成電機(jī)超溫報(bào)警。
3、現(xiàn)場(chǎng)電能質(zhì)量差??煽紤]進(jìn)線端在電抗器前加裝濾波器試試,畢竟這個(gè)因素排除了,前面兩個(gè)因素再排除才有意義。
4、再加一個(gè),個(gè)人感覺,檢查電氣連接,重點(diǎn)是接地系統(tǒng)。
向比較牛的系統(tǒng)都不用脈沖驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)了,一般都是總線的先組態(tài) 在看說明書 看看寄存器的含義往里面丟值就行了 300 有程序塊通過dp控制
伺服電動(dòng)機(jī)與單相異步電動(dòng)機(jī)比較
交流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理與分相式單相異步電動(dòng)機(jī)雖然相似,但前者的轉(zhuǎn)子電阻比后者大得多,所以伺服電動(dòng)機(jī)與單機(jī)異步電動(dòng)機(jī)相比,有三個(gè)顯著特點(diǎn):
1、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大
由于轉(zhuǎn)子電阻大,與普通異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性曲線相比,有明顯的區(qū)別。它可使臨界轉(zhuǎn)差率S0>1,這樣不僅使轉(zhuǎn)矩特性(機(jī)械特性)更接近于線性,而且具有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。因此,當(dāng)定子一有控制電壓,轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動(dòng),即具有起動(dòng)快、靈敏度高的特點(diǎn)。
2、運(yùn)行范圍較廣
3、無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象
正常運(yùn)轉(zhuǎn)的伺服電動(dòng)機(jī),只要失去控制電壓,電機(jī)立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)伺服電動(dòng)機(jī)失去控制電壓后,它處于單相運(yùn)行狀態(tài),由于轉(zhuǎn)子電阻大,定子中兩個(gè)相反方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子作用所產(chǎn)生的兩個(gè)轉(zhuǎn)矩特性(T1-S1、T2-S2曲線)以及合成轉(zhuǎn)矩特性(T-S曲線)
交流伺服電動(dòng)機(jī)的輸出功率一般是0.1-100W。當(dāng)電源頻率為50Hz,電壓有36V、110V、220、380V;當(dāng)電源頻率為400Hz,電壓有20V、26V、36V、115V等多種。
交流伺服電動(dòng)機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)、噪音小。但控制特性是非線性,并且由于轉(zhuǎn)子電阻大,損耗大,效率低,因此與同容量直流伺服電動(dòng)機(jī)相比,體積大、重量重,所以只適用于0.5-100W的小功率控制系統(tǒng)。
200可以直接輸出脈沖控制
西門子伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)精確準(zhǔn)停的方法:
1、要在閉環(huán)控制下,控制效果全閉環(huán)(光柵尺,磁尺等)>半閉環(huán)(旋轉(zhuǎn)編碼器),外置編碼器(位置檢測(cè)位置靠近zui終機(jī)械結(jié)構(gòu))>電機(jī)內(nèi)置編碼器。
2、要用positioning(位置)控制功能,速度控制和力矩控制不能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)停止
3、位置反饋信號(hào)精度要足夠高(是說光柵尺的柵格密度,或者是編碼器的線數(shù))要滿足定位要求。一般拉說,位置反饋精度要
突出的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和極快的移動(dòng)速度 高精度 安裝簡(jiǎn)單 非接觸驅(qū)動(dòng)力傳遞,傳動(dòng)部件無磨損 直線直接驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)就是避免了彈性、游隙、摩擦和固有振蕩的影響。由此可實(shí)現(xiàn)較高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能和精度。如果使用相應(yīng)的測(cè)量系統(tǒng)和在溫度適合的條件下,電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)納米級(jí)定位。
使能是伺服準(zhǔn)備好信號(hào),是個(gè)開關(guān)量,兩根線??梢越釉诶^電器的常開點(diǎn)上,繼電器通電伺服使能就開了。
如果是數(shù)控系統(tǒng)的話像西門子有專門的使能輸出點(diǎn)接上就可以了,其他系統(tǒng)也一樣。
如果還是不懂再問我。
是可以的。但是需要提供電機(jī)的必要參數(shù),以及保證電機(jī)可以在380v下使用。你的機(jī)床是哪家廠生產(chǎn)的呢?那個(gè)電機(jī)經(jīng)常壞的原因是電機(jī)自身的問題還是別的呢?
關(guān)于西門子伺服電機(jī)內(nèi)置編碼器的正確安裝方法
一、工作內(nèi)容
1、這項(xiàng)技術(shù)適用于對(duì)德國(guó)西門子伺服電機(jī)(型號(hào)為1FT603-1FT613,1FK604-1FK610)內(nèi)置編碼器損壞后的安裝、調(diào)試,配置的增量型編碼器為德國(guó)海德漢公司的ERN1387.001/020,值編碼器為海德漢公司EQN1325.001。
2、使用工具公制內(nèi)六方扳手一套,自制工具一個(gè),十字改錐及一字改錐各一把,梅花改錐6件套。
3、可解決的問題對(duì)有故障的西門子伺服電機(jī)進(jìn)行修理或更換損壞的伺服電機(jī)內(nèi)置編碼器,做到修舊利廢,節(jié)約維修費(fèi)用。
二、操作方法
1、該操作方法和一般操作方法的區(qū)別
在數(shù)控機(jī)床配置的西門子數(shù)控系統(tǒng)中,驅(qū)動(dòng)電機(jī)分主軸電機(jī)和伺服電機(jī)兩種。當(dāng)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子、軸承有故障或其電機(jī)內(nèi)置編碼器損壞時(shí),我們都需要對(duì)編碼器拆卸進(jìn)行修理或更換。對(duì)主軸電機(jī)來說,更換或安裝編碼器只要用工具將其安裝到相應(yīng)位置就可以試車了,不需要調(diào)整電機(jī)軸或編碼器的角度及位置。但對(duì)伺服電機(jī)來說,則必須按照編碼器的安裝要求,嚴(yán)格執(zhí)行安裝步驟。只要安裝過程中出一點(diǎn)差錯(cuò),就會(huì)出現(xiàn)編碼器方面的報(bào)警而不能起動(dòng)機(jī)床或出現(xiàn)飛車事故,導(dǎo)致電機(jī)報(bào)廢或機(jī)械部件損壞。因此正確安裝非常重要。
2、該項(xiàng)技術(shù)的操作步驟
依據(jù)電機(jī)的型號(hào),用手轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)軸,把電機(jī)軸上的標(biāo)記調(diào)整到如圖4中箭頭所示位置,即標(biāo)記要和安裝支持盤的孔保持*。
突出的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和極快的移動(dòng)速度 高精度 安裝簡(jiǎn)單 非接觸驅(qū)動(dòng)力傳遞,傳動(dòng)部件無磨損 直線直接驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)就是避免了彈性、游隙、摩擦和固有振蕩的影響。由此可實(shí)現(xiàn)較高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能和精度。如果使用相應(yīng)的測(cè)量系和在溫度適合的條件下,電機(jī)可以實(shí)現(xiàn)納米級(jí)定位。
v80伺服調(diào)節(jié)其實(shí)很簡(jiǎn)單:一般只需調(diào)節(jié)指令脈沖設(shè)置旋轉(zhuǎn)開關(guān)(PULSE)即可,用法與步進(jìn)電機(jī)相似;接線就不用細(xì)說。至于PLC200控制方面,如果用了定位模塊,你是在電腦與PLC通信的狀態(tài)下進(jìn)行軟件組態(tài)設(shè)置,而且此時(shí)的硬件必須組態(tài)完成,如果沒有用定位模塊,你可以用內(nèi)部組態(tài),也可直接用脈沖指令編寫程序控制,(zui后這種方法zui方便,當(dāng)然也會(huì)簡(jiǎn)單一些)。
1.為了保證控制系統(tǒng)改變不大,應(yīng)選用數(shù)字式伺服系統(tǒng),仍可采用原來的脈沖控制方式;
2.由于伺服電機(jī)都有一定過載能力,所以在選擇伺服電機(jī)時(shí),經(jīng)驗(yàn)上可以按照所使用的步進(jìn)電機(jī)輸出扭矩的 1/3來參考確定伺服電機(jī)的額定扭矩;
3.伺服電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速比步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速要高的多,為了充分發(fā)揮伺服電機(jī)的性能,增加減速裝置,讓伺 服電機(jī)工作在接近額定轉(zhuǎn)速下,這樣也可以選擇功率更小的電機(jī),以降低成本。
簡(jiǎn)易的就是CPU內(nèi)置的運(yùn)動(dòng)控制軟件功能塊,編碼器輸入模塊,模擬輸出模塊 ,伺服驅(qū)動(dòng)器,伺服電機(jī)組成。 因?yàn)镃PU控制回路周期長(zhǎng),控制性能不高。
專業(yè)的是采用FM354 定位模塊, CPU315T, CPU317T 加ADI4 控制帶模擬輸入速度給定的伺服驅(qū)動(dòng)器和伺服電機(jī)。如果采用西門子帶總線通訊的伺服驅(qū)動(dòng)則只要CPU315T和CPU317T通過總線通訊就可以組成伺服系統(tǒng)了。
市場(chǎng)上還有很多優(yōu)秀的運(yùn)動(dòng)控制的比如美國(guó)DELTA的多軸運(yùn)動(dòng)控制器和伺服驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)組成伺服系統(tǒng)。
增量式編碼器的輸出信號(hào)為方波信號(hào),又可以分為帶換相信號(hào)的增量式編碼器和普通的增量式編碼器,普通的增量式編碼器具備兩相正交方波脈沖輸出信號(hào)A和B,以及零位信號(hào)Z;帶換相信號(hào)的增量式編碼器除具備ABZ輸出信號(hào)外,還具備互差120度的電子換相信號(hào)UVW,UVW各自的每轉(zhuǎn)周期數(shù)與電機(jī)轉(zhuǎn)子的磁極對(duì)數(shù)*。帶換相信號(hào)的增量式編碼器的UVW電子換相信號(hào)的相位與轉(zhuǎn)子磁極相位,或曰電角度相位之間的對(duì)齊方法如下:
1.用一個(gè)直流電源給電機(jī)的UV繞組通以小于額定電流的直流電,U入,V出,將電機(jī)軸定向至一個(gè)平衡位置;
2.用示波器觀察編碼器的U相信號(hào)和Z信號(hào);
3.調(diào)整編碼器轉(zhuǎn)軸與電機(jī)軸的相對(duì)位置;
4.一邊調(diào)整,一邊觀察編碼器U相信號(hào)跳變沿,和Z信號(hào),直到Z信號(hào)穩(wěn)定在高電平上(在此默認(rèn)Z信號(hào)的常態(tài)為低電平),鎖定編碼器與電機(jī)的相對(duì)位置關(guān)系;
5.來回扭轉(zhuǎn)電機(jī)軸,撒手后,若電機(jī)軸每次自由回復(fù)到平衡位置時(shí),Z信號(hào)都能穩(wěn)定在高電平上,則對(duì)齊有效。
撤掉直流電源后,驗(yàn)證如下:
1.用示波器觀察編碼器的U相信號(hào)和電機(jī)的UV線反電勢(shì)波形;
2.轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)軸,編碼器的U相信號(hào)上升沿與電機(jī)的UV線反電勢(shì)波形由低到高的過零點(diǎn)重合,編碼器的Z信號(hào)也出現(xiàn)在這個(gè)過零點(diǎn)上。
上述驗(yàn)證方法,也可以用作對(duì)齊方法。
需要注意的是,此時(shí)增量式編碼器的U相信號(hào)的相位零點(diǎn)即與電機(jī)UV線反電勢(shì)的相位零點(diǎn)對(duì)齊,由于電機(jī)的U相反電勢(shì),與UV線反電勢(shì)之間相差30度,因而這樣對(duì)齊后,增量式編碼器的U相信號(hào)的相位零點(diǎn)與電機(jī)U相反電勢(shì)的-30度相位點(diǎn)對(duì)齊,而電機(jī)電角度相位與U相反電勢(shì)波形的相位*,所以此時(shí)增量式編碼器的U相信號(hào)的相位零點(diǎn)與電機(jī)電角度相位的-30度點(diǎn)對(duì)齊。
有些伺服企業(yè)習(xí)慣于將編碼器的U相信號(hào)零點(diǎn)與電機(jī)電角度的零點(diǎn)直接對(duì)齊,為達(dá)到此目的,可以:
1.用3個(gè)阻值相等的電阻接成星型,然后將星型連接的3個(gè)電阻分別接入電機(jī)的UVW三相繞組引線;
2.以示波器觀察電機(jī)U相輸入與星型電阻的中點(diǎn),就可以近似得到電機(jī)的U相反電勢(shì)波形;
3.依據(jù)操作的方便程度,調(diào)整編碼器轉(zhuǎn)軸與電機(jī)軸的相對(duì)位置,或者編碼器外殼與電機(jī)外殼的相對(duì)位置;
4.一邊調(diào)整,一邊觀察編碼器的U相信號(hào)上升沿和電機(jī)U相反電勢(shì)波形由低到高的過零點(diǎn),zui終使上升沿和過零點(diǎn)重合,鎖定編碼器與電機(jī)的相對(duì)位置關(guān)系,完成對(duì)齊。
通俗的說,POT為脈沖控制模式,而PWM為模擬量控制模式。
當(dāng)設(shè)備對(duì)位置有精確要求時(shí)選用POT,而當(dāng)設(shè)備對(duì)轉(zhuǎn)速和力矩有精確要求時(shí)選用PWM。
伺服電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)的性能比較
步進(jìn)電機(jī)作為一種開環(huán)控制的系統(tǒng),和現(xiàn)代數(shù)字控制技術(shù)有著本質(zhì)的。在目前國(guó)內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)中,步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用十分廣泛。隨著全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn),交流伺服電機(jī)也越來越多地應(yīng)用于數(shù)字控制系統(tǒng)中。為了適應(yīng)數(shù)字控制的發(fā)展趨勢(shì),運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中大多采用步進(jìn)電機(jī)或全數(shù)字式交流伺服電機(jī)作為執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。雖然兩者在控制方式上相似(脈沖串和方向信號(hào)),但在使用性能和應(yīng)用場(chǎng)合上存在著較大的差異?,F(xiàn)就二者的使用性能作一比較。
一、控制精度不同
兩相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為 1.8°、0.9°,五相混合式步進(jìn)電機(jī)步距角一般為0.72 °、0.36°。也有一些高性能的步進(jìn)電機(jī)通過細(xì)分后步距角更小。如三洋公司(SANYO DENKI)生產(chǎn)的二相混合式步進(jìn)電機(jī)其步距角可通過撥碼開關(guān)設(shè)置為1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°,兼容了兩相和五相混合式步進(jìn)電機(jī)的步距角。
交流伺服電機(jī)的控制精度由電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。以三洋全數(shù)字式交流伺服電機(jī)為例,對(duì)于帶標(biāo)準(zhǔn)2000線編碼器的電機(jī)而言,由于驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部采用了四倍頻技術(shù),其脈沖當(dāng)量為360°/8000=0.045°。對(duì)于帶17位編碼器的電機(jī)而言,驅(qū)動(dòng)器每接收131072個(gè)脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)一圈,即其脈沖當(dāng)量為360°/131072=0.0027466°,是步距角為1.8°的步進(jìn)電機(jī)的脈沖當(dāng)量的1/655。
二、低頻特性不同
步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)易出現(xiàn)低頻振動(dòng)現(xiàn)象。振動(dòng)頻率與負(fù)載情況和驅(qū)動(dòng)器性能有關(guān),一般認(rèn)為振動(dòng)頻率為電機(jī)空載起跳頻率的一半。這種由步進(jìn)電機(jī)的工作原理所決定的低頻振動(dòng)現(xiàn)象對(duì)于機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)非常不利。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)工作在低速時(shí),一般應(yīng)采用阻尼技術(shù)來克服低頻振動(dòng)現(xiàn)象,比如在電機(jī)上加阻尼器,或驅(qū)動(dòng)器上采用細(xì)分技術(shù)等。
交流伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn),即使在低速時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能,可涵蓋機(jī)械的剛性不足,并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機(jī)能(FFT),可檢測(cè)出機(jī)械的共振點(diǎn),便于系統(tǒng)調(diào)整。
三、矩頻特性不同
步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降,且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)急劇下降,所以其zui高工作轉(zhuǎn)速一般在300~600RPM。交流伺服電機(jī)為恒力矩輸出,即在其額定轉(zhuǎn)速(一般為2000RPM或3000RPM)以內(nèi),都能輸出額定轉(zhuǎn)矩,在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出。
四、過載能力不同
步進(jìn)電機(jī)一般不具有過載能力。交流伺服電機(jī)具有較強(qiáng)的過載能力。以三洋交流伺服系統(tǒng)為例,它具有速度過載和轉(zhuǎn)矩過載能力。其zui大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的二到三倍,可用于克服慣性負(fù)載在啟動(dòng)瞬間的慣性力矩。步進(jìn)電機(jī)因?yàn)闆]有這種過載能力,在選型時(shí)為了克服這種慣性力矩,往往需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電機(jī),而機(jī)器在正常工作期間又不需要那么大的轉(zhuǎn)矩,便出現(xiàn)了力矩浪費(fèi)的現(xiàn)象。
五、運(yùn)行性能不同
步進(jìn)電機(jī)的控制為開環(huán)控制,啟動(dòng)頻率過高或負(fù)載過大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,停止時(shí)轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象,所以為保證其控制精度,應(yīng)處理好升、降速問題。交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為閉環(huán)控制,驅(qū)動(dòng)器可直接對(duì)電機(jī)編碼器反饋信號(hào)進(jìn)行采樣,內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán),一般不會(huì)出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的丟步或過沖的現(xiàn)象,控制性能更為可靠。
六、速度響應(yīng)性能不同
步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速(一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn))需要200~400毫秒。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好,以山洋400W交流伺服電機(jī)為例,從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速3000RPM僅需幾毫秒,可用于要求快速啟停的控制場(chǎng)合。
綜上所述,交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進(jìn)電機(jī)。但在一些要求不高的場(chǎng)合也經(jīng)常用步進(jìn)電機(jī)來做執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。所以,在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素,選用適當(dāng)?shù)目刂齐姍C(jī)。