不同類(lèi)型伺服電機的特點(diǎn)
1.直流伺服電機的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):速度控制精確,轉矩速度特性很硬,控制原理簡(jiǎn)單,使用方便,價(jià)格便宜。
缺點(diǎn):電刷換向,速度限制,附加阻力,產(chǎn)生磨損微粒(無(wú)塵易爆環(huán)境不宜)
2.交流伺服電機的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):速度控制特性良好,在整個(gè)速度區內可實(shí)現平滑控制,幾乎無(wú)振蕩,90%以上的高效率,發(fā)熱少,高速控制,高精確度位置控制(取決于編碼器精度),額定運行區域內,可實(shí)現恒力矩,慣量低,低噪音,無(wú)電刷磨損,免維護(適用于無(wú)塵、易爆環(huán)境)。
缺點(diǎn):控制較復雜,驅動(dòng)器參數需要現場(chǎng)調整PID參數確定,需要更多的連線(xiàn)。
目前主流的伺服驅動(dòng)器均采用數字信號處理器(DSP)作為控制核心,可以實(shí)現比較復雜的控制算法,實(shí)現數字化、網(wǎng)絡(luò )化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模塊(IPM)為核心設計的驅動(dòng)電路,IPM內部集成了驅動(dòng)電路,同時(shí)具有過(guò)電壓、過(guò)電流、過(guò)熱、欠壓等故障檢測保護電路,在主回路中還加入軟啟動(dòng)電路,以減小啟動(dòng)過(guò)程對驅動(dòng)器的沖擊。功率驅動(dòng)單元首先通過(guò)三相全橋整流電路對輸入的三相電或者市電進(jìn)行整流,得到相應的直流電。經(jīng)過(guò)整流好的三相電或市電,再通過(guò)三相正弦PWM電壓型逆變器變頻來(lái)驅動(dòng)三相永磁式同步交流伺服電機。功率驅動(dòng)單元的整個(gè)過(guò)程可以簡(jiǎn)單的說(shuō)就是AC-DC-AC的過(guò)程。整流單元(AC-DC)主要的拓撲電路是三相全橋不控整流電路。
伺服系統接線(xiàn)圖
1. 驅動(dòng)器接線(xiàn)
伺服驅動(dòng)器主要有控制回路電源、主控制回路電源、伺服輸出電源、控制器輸入CN1、編碼器接口CN2、連接起CN3。控制回路電源是單相AC電源,輸入電源可單相、三相,但是必須是220v,就是說(shuō)三相輸入時(shí),咱們的三相電源必須經(jīng)過(guò)變壓器變壓才能接,對于功率較小的驅動(dòng)器,可單相直接驅動(dòng),單相接法必須接R、S端子。伺服電機輸出U、V、W切記千萬(wàn)不能與主電路電源連接,有可能燒毀驅動(dòng)器。CN1端口主要用于上位機控制器的連接,提供輸入、輸出、編碼器ABZ三相輸出、各種監控信號的模擬量輸出。
2. 編碼器接線(xiàn)
從上圖看出九個(gè)端子我們只使用了5個(gè),一個(gè)屏蔽線(xiàn)、電源線(xiàn)兩根、串行通訊信號(+-)兩根,與我們普通的編碼器接線(xiàn)差不多。
3. 通訊端口
驅動(dòng)器通過(guò)CN3端口與電腦PLC、HMI等上位機相連接,采用MODBUS通訊來(lái)控制驅動(dòng)器,可使用RS232、RS485進(jìn)行通訊。
伺服驅動(dòng)器市場(chǎng)
機器人對關(guān)節驅動(dòng)電機的要求非常嚴格,交流伺服電機在工業(yè)機器人中得到廣泛應用。目前國內高端市場(chǎng)主要被國外名企占據,主要來(lái)自日本和歐美,未來(lái)國產(chǎn)替代空間大。目前國外品牌占據了中國交流伺服市場(chǎng)近80%的市場(chǎng)份額,主要來(lái)自日本和歐美。其中,日系產(chǎn)品以約50%的市場(chǎng)份額居首,其著(zhù)名品牌包括松下、三菱電機、安川、三洋、富士等,其產(chǎn)品特點(diǎn)是技術(shù)和性能水平比較符合中國用戶(hù)的需求,以良好的性?xún)r(jià)比和較高的可靠性獲得了穩定且持續的客戶(hù)源,在中小型OEM市場(chǎng)上尤其具有壟斷優(yōu)勢。
精密減速器
最近看了一則新聞:機器人產(chǎn)業(yè)要破除“卡脖子”難題,感觸挺深。隨著(zhù)人工成本的提高,工業(yè)機器人替換人已成為趨勢。工業(yè)機器人作為智能制造的基石,但核心零部件卻制約著(zhù)我國機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,據相關(guān)調查顯示目前國內機器人減速器普通依賴(lài)進(jìn)口。機器人產(chǎn)業(yè)在中國要成氣候,必須下決心解決核心零部件的問(wèn)題。
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