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伺服系统术语

时间:2015-09-29   访问量:219

功 率:表示电机在单位时间内,在一定的转速下,输出一定的转矩所做的功。表达式如下:

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  式中:P—机械功率(单位:W),n—转速(单位:转/分),T—转矩(单位:Nm)。

 电机的机械输出功率和电机的转速、转矩紧密相关,指定功率时还必须要说明转速或转矩中任一个指标。

 伺服驱动器对伺服电机采用矢量控制,伺服电机的转矩在零速~额定转速内,可以保持恒转矩输出,所以伺服电机有一个确定的功率指标——额定功率。在伺服电机电气参数表中标明的功率,就是指电机在额定转速下保持一定转矩的机械输出功率。

  较为准确地描述伺服电机的参数指标,是电机的转矩。

  转 矩:伺服电机的转矩单位均为Nm,它表示电机出力的大小。

  伺服电机的转矩可分为零速转矩和额定转矩二种。

  零速转矩是仅对伺服电机而言。当电机的转速升高时,由于电机的铁损、机械损耗等损耗增大,为了使电机的温升不超过允许值,电机在高速时的转矩会略有下降。而电机铁损等损耗,与驱动器的PWM调制频率的高低、电流谐波等指标有相当大的关系。所以,零速转矩是指,伺服电机在极低转速下,当相电流为额定电流时产生的转矩。

额定转矩是指在伺服电机相电流为额定电流时,电机运行在额定转速下产生的转矩。

 不同厂家的伺服电机和伺服驱动器配套时,需要经过专业人员调试匹配,伺服驱动器产生优良的电流指标后,伺服电机的零速转矩即为额定转矩。

 由于伺服电机是闭环控制运行,在Id=0的控制方式下(矢量控制),电机转矩的大小与供给电机电流的大小成正比。电机的转矩输出随负载的变化而变化,当负载恒定时,伺服电机的转矩输出也为恒定,并非电机转矩输出恒定不变。所以,伺服电机恒转矩输出的含义,是指在此区域、此转矩下,电机的温升在允许值下可长期运行的转矩。同时伺服电机可短时间的过载运行,过载倍数由驱动器输出的过载电流决定(一般电机过载倍数都可达到3倍),过载时间由驱动器的容量及伺服电机的温升来决定。

 额定转速:伺服电机仍可输出额定转矩的最高转速,单位:转/分(rpm)。超过额定转速运行,伺服电机受驱动器的限止,转矩会较大幅度的下降,直至电机停转。

额定电流:伺服电机的电气参数。该参数表示,伺服电机输出额定转矩时所需的相电流。伺服电机转矩与相电流成线性正比关系,在电机的过载范围内,相电流的增减,必然引起转矩的增减。

 转子惯量:电机转子本身自有的惯量,单位:4.png

 伺服驱动器对于伺服电机所带的负载惯量的要求是,适用负载惯量为小于电机转子惯量的5倍,所以,较大的电机转子惯量,可带较大的负载惯量,但电机的机械时间常数会增大,电机对速度的响应会降低;较小的电机转子惯量,电机的机械时间常数小,电机对速度的响应反应快,但所容许电机所带的负载惯量不能大。

机械时间常数:反应伺服电机对速度响应能力的指标,单位:ms。该参数表明速度上升初变化率的一个函数,表达式如下:

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  式中:Jm—电机转子惯量,Rm—电机绕组电阻,Kt—转矩常数,Kv—反电势常数

 表达式定义为,当施加一个阶跃速度指令时,电机转速达到给定转速的63.2%所需的时间。机械时间常数小,电机达到给定速度的时间短,电机对速度反响快。

 编码器线数:光电编码器A、B信号在旋转360度机械角时发出的脉冲个数。

 伺服电机的反馈元件,一般为光电编码器。国内常用伺服电机编码器标准配置为2500线,经伺服驱动器的4倍频处理,电机的分辩率为0.036度。

  电机绝缘等级:表示电机所用的绝缘材料及绝缘结构,允许工作的温度。

  电机绝缘结构耐热等级分为5等,如下表:

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  华大电机公司生产的伺服电机和步进电机,绝缘等级均为B级,即电机所用的材料和电机绝缘结构,允许在130度的温度下可靠运行。

  防护等级:电机的防护等级是用IP及后二位数字来标志的。第一位数字表示电机对固体的防护程度,第二位数字表示电机对液体的防护程度。二位数字的含义如下表所示:

                                     IP后面第一位数字的含义

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                                   IP后面第二位数字的含义

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  华大电机公司生产的ST-M系列伺服电机的防护等级均为IP65,即电机对固体是尘密防护,任何方向对电机进行喷水,均对电机无有害影响。

  工作电压:一般常用系列伺服电机的工作压为DC300V,即适配驱动器的工作电压为AC220V;低于电机工作电压运行时,电机的额定转速或最高转速将受影响,在其相应转速下的转矩也会受影响。

  绕组连接方式:一般常用系列伺服电机的绕组连接方式均为Y接法,电机绕组的相电流与驱动器输出的线电流相等。

 三相交流永磁同步伺服电机简称交流伺服电机(AC server motor)或伺服电机,由于它具有高响应、高精度、运行平稳、恒转矩输出、能过载、低噪声、结构简介、可靠性高、免维护等优点,是目前旋转电机中最佳的控制电机。

  伺服电机的电源及运转状态是由驱动器提供和控制的。驱动器的驱动能力及驱动指标的优异,影响伺服电机的机械输出特性;伺服电机性能参数的优异,影响驱动器的驱动和控制效果。


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