更新時間:2023-07-02
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一、西門子伺服電機分為交流伺服和直流伺服兩大類
交流伺服電機的基本構造與交流感應電動機(異步電機)相似。在定子上有兩個相空間位移90°電角度的勵磁繞組Wf和控制繞組WcoWf,接恒定交流電壓,利用施加到Wc上的交流電壓或相位的變化,達到控制電機運行的目的。交流伺服電機具有運行穩(wěn)定、可控性好、響應快速、靈敏度高以及機械特性和調(diào)節(jié)特性的非線性度指標嚴格(要求分別小于10%~15%和小于15%~25%)等特點。
直流伺服電機基本構造與一般直流電動機相似。電機轉(zhuǎn)速n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j,式中E為電樞反電動勢,K為常數(shù),j為每極磁通,Ua、Ia為電樞電壓和電樞電流,Ra為電樞電阻,改變Ua或改變φ,均可控制直流伺服電動機的轉(zhuǎn)速,但一般采用控制電樞電壓的方法,在永磁式直流伺服電動機中,勵磁繞組被消除磁鐵所取代,磁通φ恒定。直流伺服電動機具有良好的線性調(diào)節(jié)特性及快速的時間響應。西門子伺服電機編碼器軸承不好
二、西門子直流伺服電機和西門子交流伺服電機和優(yōu)缺點
1)直流伺服電機的優(yōu)點和缺點
優(yōu)點:速度控制精確,轉(zhuǎn)矩速度特性很硬,控制原理簡單,使用方便,價格便宜。
缺點:電刷換向,速度限制,附加阻力,產(chǎn)生磨損微粒(無塵易爆環(huán)境不宜)
2)交流伺服電機的優(yōu)點和缺點
優(yōu)點:速度控制特性良好,在整個速度區(qū)內(nèi)可實現(xiàn)平滑控制,幾乎無振蕩,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(qū)域內(nèi),可實現(xiàn)恒力矩,慣量低,低噪音,無電刷磨損,免維護(適用于無塵、易爆環(huán)境)
缺點:控制較復雜,驅(qū)動器參數(shù)需要現(xiàn)場調(diào)整PID參數(shù)確定,需要更多的連線。
三、西門子伺服電機原理
交流伺服電動機
交流伺服電動機定子的構造基本上與電容分相式單相異步電動機相似。其定子上裝有兩個位置互差90°的繞組,一個是勵磁繞組Rf,它始終接在交流電壓Uf上;另一個是控制繞組L,聯(lián)接控制信號電壓Uc。所以交流伺服電動機又稱兩個伺服電動機。
交流伺服電動機的轉(zhuǎn)子通常做成鼠籠式,但為了使伺服電動機具有較寬的調(diào)速范圍、線性的機械特性,無“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象和快速響應的性能,它與普通電動機相比,應具有轉(zhuǎn)子電阻大和轉(zhuǎn)動慣量小這兩個特點。目前應用較多的轉(zhuǎn)子結(jié)構有兩種形式:一種是采用高電阻率的導電材料做成的高電阻率導條的鼠籠轉(zhuǎn)子,為了減小轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量,轉(zhuǎn)子做得細長;另一種是采用鋁合金制成的空心杯形轉(zhuǎn)子,杯壁僅0.2-0.3Mm,空心杯形轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量很小,反應迅速,而且運轉(zhuǎn)平穩(wěn),因此被廣泛采用。
交流伺服電動機在沒有控制電壓時,定子內(nèi)只有勵磁繞組產(chǎn)生的脈動磁場,轉(zhuǎn)子靜止不動。當有控制電壓時,定子內(nèi)便產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場,轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場的方向旋轉(zhuǎn),在負載恒定的情況下,電動機的轉(zhuǎn)速隨控制電壓的大小而變化,當控制電壓的相位相反時,伺服電動機將反轉(zhuǎn)。
交流伺服電動機的工作原理與電容運轉(zhuǎn)式單相異步電動機雖然相似,但前者的轉(zhuǎn)子電阻比后者大得多,所以伺服電動機與電容運轉(zhuǎn)式異步電動機相比,有三個顯著特點:
(1)起動轉(zhuǎn)矩大:由于轉(zhuǎn)子電阻大,使轉(zhuǎn)矩特性(機械特性)更接近于線性,而且具有較大的起動轉(zhuǎn)矩。因此,當定子一有控制電壓,轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動,即具有起動快、靈敏度高的特點。
(2)運行范圍寬:運行平穩(wěn)、噪音小。
(3)無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象:運轉(zhuǎn)中的伺服電動機,只要失去控制電壓,電機立即停止運轉(zhuǎn)。
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1.電動機不能啟動或啟動不正常
故障原因:(1)電動機負載過重
(2)電動機軸承磨損,導致轉(zhuǎn)子卡住
(3)換向器間發(fā)生短路
(4)電源電壓過低
(5)電刷和換向器接觸不良
排除方法: (1)應當減輕負載
(2)清洗或更換轉(zhuǎn)軸
(3)查找短路點,清除短路或更換向器
(4)檢查電源,改善電源電壓條件
(5)調(diào)整電刷的彈簧壓力,研磨電刷,修理換向器表面
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