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微型直线伺服电机(直线电机伺服控制器)

来源:www.xrdq.ne   时间:2022-12-27 18:02   点击:142  编辑:admin   手机版

1. 直线电机伺服控制器

  电缸主要是由伺服电机、步进电机等带动丝杆作直线运动,因而采用驱动器还是伺服驱动器区别就有非常明显的区别。  电动缸是采用伺服电机作为动力的执行元件,通常是活塞杆的往复直线运动,可以设定位移,精度很高,有需要还可以加入力传感器,实现直线运动中的力和位移控制。伺服驱动器是用来控制伺服电机的,驱动器是用来控制电动缸的。  而实现这些功能的电气硬件控制部分就是驱动器。因此控制器是包括了伺服电机控制及其它功能需求的控制器,它包含了伺服驱动器的功能。但两者各有各的用途,不能通用。  电缸有许多优点,虽然制作成本过高,但优点还是明显掩盖住了其缺点。  

1、采用先进的模块化设计方法,结构紧凑、外形尺寸较小。  

2、高响应、高性能、高可靠性、低惯量设计,定位和重复精度高、长工作寿命,能频繁启停环境适应性好(低温、高温、海上、防水、防爆等特种环境)。  

3、同时拥有滚珠丝杆、行星滚柱丝杆、T形丝杆的应用技术。  

4、低噪音、低摩擦和低速平稳性良好,优异的控制性和稳定性。  

5、省能源,并消除了液压油泄漏污染环境的缺点。  

6、安装、使用方便,低维护成本和对维护人员没有太高的技术要求。  电缸精密控制推力能够增加压力传感器,控制精度可达1%;很容易与PLC等控制系统连接,实现高精密运动控制。

2. 直线伺服电动机

直流伺服电机驱动器厂家主要是以日本与国内品牌为主。国外直流伺服电机驱动器品牌有日本东方、日本山洋、BEAK等。国内直流伺服电机驱动器以一能、ICAN、IRELIA、鸣志等一线品牌,以及珠三角地区众多中小厂家为主。

3. 直流电机伺服控制

伺服电机可使控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。

伺服电机转子转速受输入信号控制,并能快速反应,在自动控制系统中,用作执行元件,且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性,可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类,其主要特点是,当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降。

4. 直线电机伺服驱动器

说起直线电机,英文是linear servo motor。说起来,在我们现在常见的马达,都是旋转电机。

电机的发展史,从电机的发展历史,来说电机的各类功能应用和优势。

从电磁感应的开始,电动机的发展就没有停止过。

全球第一台严格意义上面的电机是俄罗斯科学家发明Moritz Hermann Jacobi发明第一台可实用的整流电机。

从这开始之后的百年,电动机一直都是围绕感应式电机在发展,并且最终不断发展形成我们现在看到的绕线定子,卷绕型或鼠笼型电机。

后期在直流电机与交流电机的各类应用领域,逐步发展成为了极大方向。

1、直流无刷电机,空心杯电机。

2、交流步进电机,伺服电机,直线电机,以及目前在工业领域研发的U型电机。

在所有的电机发展历程中,我们基本能够看到这样一个趋势:

扭矩不断增大,精度控制不断增加。

这里要详细说一下这两个特性。我们常说的电机扭矩,反馈出来的就是电机的力有多大?

比如说,玩具赛车的扭矩,可能只有0.2N/m,大型的电动汽车的扭矩可以达到250N/m—900N/m,反馈出来的就是电力输出的力很大。

比较常见的重型电动机应用场景,例如:破碎机,港机起重机,石油抽油机等等。以及超大型机床等等。大型的扭矩都达到10多万N/M.同样的价格也极其昂贵。

新能源汽车电机结构

精度控制,是对新场景应用的必然要求。

电机的精度控制,很多大众朋友接触的不多。在工业领域极为常见。例如我们需要起重机提升一个货柜10米高,那么就涉及到最简单的精度控制。

当今,比较常见的使用电机,进行精度控制的场景,是工业领域的传送带。

那么旋转电机是怎么进行精度控制的?

通过在电机后端,链接电机的转子的编码器,通过旋变形式的编码器,或者光电形式的编码器实现转的角度测量。

用最通俗的话说,如果电机转动1°,对应的编码器就可以记录下来一次,那么换算出来,就可以得到直线的距离。

马上就说道直线电机了,别急!

这种携带编码器控制的伺服电机,成本势必增高了。更主要的是这种旋转电机的编码器,目前比较好的分辨等级达到23位,也就是说这种以弧度进行精度区分的编码器,是有精度的局限性的。那么有没有办法在一些特殊的领域,需要精度控制比较高,并且主要进行直线运动的领域,使用直线运动的电机?

答案肯定是可以的,如今应用直线电机,主要的优势就在于其更高的精度,可达到μm级别。这种直线电机在激光加工机床具有极好的应用价值。

1、直线电机的原理:

行业内,把直线电机也叫做“直驱”,所以你如果看到直驱,那就是在描述直线电机和DD马达两种产品。记住啊,行业内的直驱是包含DD马达的。

直线电机的原理并不复杂.你可以理解为把一台旋转运动的感应电动机沿着半径的方向剖开,并且展平,这就是一台直线电机。

如果同旋转的电机进行对应去理解,在直线电机中,相当于旋转电机定子的,叫初级;相当于旋转电机转子的,叫次级,初级中通过交流电,次级就在电磁力的作用下沿着初级做直线运动。

从电磁感应的角度来分析:上图的两种平板的直线电机,(a)一种为扁平式直线电机,(b)为双扁平式的直线电机。

我们以(b)中的情况来说明电磁力的变化,初级是上下两侧,永磁体提供完整的电磁回路。在次级线圈中的导线恰好能够切割电磁感性线,产生安培力,根据左手定则,我们能够看到次级会向左,或者向右运动。

2、直线电机的种类:

1、扁平式电机

2、DD马达(直驱电机)

这种直驱形式的DD马达,可以提供较大的力矩。

3、音圈电机

音圈电机在原理上面,同直线电机相同,可以简单的理解为是线圈匝数较少的直线电机。

3、直线电机的主要玩家

目前中国市场更主要的直线电机玩家,并不多,主要集中在华南。

国内直驱伺服领域,驱动方面做的最好的是高创,在直线电机市场雅科贝思的市场规模最大。目前直驱市场,主要的玩家是自身设备比较长使用企业。例如大族激光等等。

4、直线电机主要应用的场景

主要使用领域包括:激光设备,3C非标设备例如检测,贴合等等。还包括对洁净度要求比较高的医药领域。

5、直线电机市场规模

根据行业内权威机构调研,直驱市场总体规模大约20亿。目前仍然是属于起步阶段。

5. 直流伺服电机控制器

简单的讲, 数控系统是数字控制系统简称,英文名称为Numerical Control System。计算机数控系统又称CNC,现在比较先进的数控系统都是CNC。

CNC系统由数控程序、输入装置、输出装置、计算机数控装置(CNC装置)、可编程逻辑控制器(PLC)、主轴驱动装置和进给(伺服)驱动装置(包括检测装置)等组成。

将G代码输入系统后,系统会转变成数字信号。这个比如我们将语言输入电脑后,也可以转变为数字信号。数字信号可以被数控系统识别执行。主轴的驱动比较简单,控制电机转速、正反转、准停即可。伺服系统是以机械运动的驱动设备,电动机为控制对象,以控制器为核心,以电力电子功率变换装置为执行机构,在自动控制理论的指导下组成的电气传动自动控制系统。

伺服系统可以控制伺服电机,伺服电机通常有三种,步进电机、直流伺服电机、交流伺服电机。控制方式也不太一样。伺服系统通过功率放大装置将数字信号转变为电信号,从而控制电动机的转动。伺服电动机又称执行电动机,在数控系统中,用作执行元件,把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。伺服系统不同于普通电机,它接收到电信号后才进行微小的转动,从而可以精确的控制电机的角位移。

6. 直线电机 伺服电机

优点

1.

速度比较 速度方面直线电机具有相当大的优势,直线电机速度达到300m/min,加速度达到10g;滚珠丝杠速度为120m/min,加速度为1.5g。从速度上和加速度的对比上,直线电机具有相当大的优势,而且直线电机在成功解决发热问题后速度还会进一步提高,而“旋转伺服电机+滚珠丝杠”在速度上却受到限制很难再提高较多。 从动态响应上因为运动惯量和间隙以及机构复杂性等问题直线电机也占有绝对的优势。 速度控制上直线电机因其响应快,调速范围更宽,可以实现启动瞬间达到最高转速,高速运行时又能迅速停止。调速范围可达到1:10000。

2.

精度比较 精度方面直线电机因传动机构简单减少了插补滞后的问题,定位精度、重现精度、绝对精度,通过位置检测反馈控制都会较“旋转伺服电机+滚珠丝杠”高,且容易实现

7. 直线电机伺服控制器接线

一般交流伺服电机和驱动器有两处连接:

一是动力线,即驱动器给电机供三相交流电源,一般有三根或四根线;

二是编码器信号线,位置信号由编码器反馈给驱动器计算。

如果你问的是某特定型号的连接方式,那就看说明书吧

8. 直流电机伺服

伺服电机在微处理机和专用的芯片的速度亦越来越快条件下,直流电动机将在国内和国外的各个市场将有更大的快速发展。

伺服电机可分为交流和直流,交流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).

直流伺服电机,它包括定子、转子铁芯、电机转轴、伺服电机绕组换向器、伺服电机绕组、测速电机绕组、测速电机换向器,所述的转子铁芯由矽钢冲片叠压固定在电机转轴上构成。直流电机有着良好精确的速度控制特征不说,还有可以再整个速度区内实现平滑控制,几乎没有任何振荡,高效率,不发热。

然而交流电机的特性是比较软,当达到额定力矩后,如果负载力矩增加,就很容易造成突然的失速。但是直流电动机具有响应快速、较大的起动转矩、从零转速至额定转速具备可提供额定转矩的性能。 交流电机虽然没有碳刷及整流子,免维护、坚固、应用广,但特性上若要达到相当于直流电机的性能须用复杂控制技术才能达到。现今半导体发展迅速功率组件切换频率加快许多,提升驱动电机的性能。

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