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西门子伺服电机介绍

在某些传动范围内,须要对被控东西完成高精度的位置控制,而实现正确的位置操纵的一个基本条件是需要有高精度的伺服电机。西门子伺服电机将是您的不二之选。


 一、西门子伺服电机分类:交流伺服和直流伺服两大类

交流伺服电机的基本构造与交流感应电动机(异步电机)相似。在定子上有两个相空间位移90°电角度的励磁绕组Wf和控制绕组WcoWf,接恒定交流电压,利用施加到Wc上的交流电压或相位的变化,达到控制电机运行的目的。交流伺服电机具有运行稳定、可控性好、响应快速、灵敏度高以及机械特性和调节特性的非线性度指标严格(要求分别小于10%~15%和小于15%~25%)等特点。


直流伺服电机基本构造与一般直流电动机相似。电机转速n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j,式中E为电枢反电动势,K为常数,j为每极磁通,Ua、Ia为电枢电压和电枢电流,Ra为电枢电阻,改变Ua或改变φ,均可控制直流伺服电动机的转速,但一般采用控制电枢电压的方法,在永磁式直流伺服电动机中,励磁绕组被永久磁铁所取代,磁通φ恒定。直流伺服电动机具有良好的线性调节特性及快速的时间响应。


 西门子直流伺服电机和西门子交流伺服电机的优缺点

 1、直流伺服电机的优点和缺点

 优点:速度控制精确,转矩速度特性很硬,控制原理简单,使用方便,价格便宜。

 缺点:电刷换向,速度限制,附加阻力,产生磨损微粒(无尘易爆环境不宜)


2、交流伺服电机的优点和缺点

 优点:速度控制特性良好,在整个速度区内可实现平滑控制,几乎无振荡,90%以上的高效率,发热少,高速控制,高精确度位置控制(取决于编码器精度),额定运行区域内,可实现恒力矩,惯量低,低噪音,无电刷磨损,免维护(适用于无尘、易爆环境)


 缺点:控制较复杂,驱动器参数需要现场调整PID参数确定,需要更多的连线。

 西门子交流伺服电机和直流伺服电机的特点:

 1、交流伺服电机

(1)笼型两相交流伺服电机(细长笼型转子、机械特性近似线性、体积和励磁电流小、小功率伺服、低速运转不够平滑)

(2)非磁性杯型转子两相交流伺服电机(空心杯转子、机械特性近似线性、体积和励磁电流较大、小功率伺服、低速运转平滑)

(3)铁磁杯型转子两相交流伺服电机(铁磁材料杯型转子、机械特性近似线性、转子转动惯量大、齿槽效应小、运行平稳)

(4)同步型永磁交流伺服电机(由永磁同步电机、测速机及位置检测元件同轴一体机组,定子为3相或2相,磁性材料转子,必须配驱动器;调速范围宽、机械特性由恒转矩区和恒功率区组成,可连续堵转,快速相应性能好,输出功率大,转矩波动小;有方波驱动和正弦波驱动两种方式,控制性能好,为机电一体化产品)

(5)异步型三相交流伺服电机(转子与笼型异步电机相似,必须配驱动器,采用矢量控制,扩大了恒功率调速范围,多用于机床主轴调速系统)


 2、直流伺服电机

(1)印制绕组直流伺服电机(盘形转子、盘形定子轴向粘接柱状磁钢,转子转动惯量小,无齿槽效应,无饱和效应,输出转矩大)

(2)线绕盘式直流伺服电机(盘形转子、定子轴向粘接柱状磁钢,转子转动惯量小,控制性能优于其他直流伺服电机,效率高,输出转矩大)

(3)杯型电枢永磁直流电机(空心杯转子,转子转动惯量小,适用于增量运动伺服系统)

(4)无刷直流伺服电机(定子为多相绕组,转子为永磁式,带转子位置传感器,无火花干扰,寿命长,噪声低)


 3、力矩电机

(1)直流力矩电机(扁平结构,极数槽数换向片数串联导体数多;输出转矩大,低速或堵转下可连续工作,机械和调节特性好,机电时间常数小)

(2)无刷直流力矩电机(与无刷直流伺服电机结构相似,但为扁平状,极数槽数串联导体数多;输出转矩大,机械和调节特性好,寿命长,无火花,噪声低)

(3)笼型交流力矩电机(笼型转子,扁平结构,极数槽数多,启动转矩大,机电时间常数小,可长期堵转运行,机械特性较软)

(4)实心转子交流力矩电机(铁磁材料实心转子,扁平结构,极数槽数多,可长期堵转,运行平滑,机械特性较软)


 4、步进电机

(1)反应式步进电机(定转子均由硅钢片叠成,转子铁心上无绕组,定子上有控制绕组;步距角小,启动与运行频率较高,步距角精度较低,无自锁力矩)

(2)永磁步进电机(永磁式转子,径向磁化极性;步距角大,启动与运行频率低,有保持转矩,消耗功率比反应式小,但须供正、负脉冲电流)

(3)混合式步进电机(永磁式转子,轴向磁化极性;步距角精度高,有保持转矩,输入电流小,兼有反应式和永磁式两者的优点)


 5、开关磁阻电机(定转子均由硅钢片叠成,都为凸极式,与极数相接近的大步距反应式步进电机结构相似,带有转子位置传感器,转矩方向与电流方向无关,调速范围小,噪声大,机械特性由恒转矩区、恒功率区、串励特性区三部分组成)


客户的口碑是选择西门子系统的有力佐证。西门子伺服系统可实现优秀的动态定位和精确的运动控制序列,而丰富的西门子伺服电机产品结构紧凑,可实现卓越的动态特性和运行效率。


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发布时间:2017年8月10日 22:37 人气: 审核编辑:周薇
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