西門子: | 西門子代理商 |
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發(fā)布時(shí)間: | 2023-12-05 01:16 |
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直流伺服電機(jī)基本構(gòu)造與一般直流電動(dòng)機(jī)相似。電機(jī)轉(zhuǎn)速n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j,式中E為電樞反電動(dòng)勢(shì),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?chǔ)?,均可控制直流伺服電?dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)中,勵(lì)磁繞組被磁鐵所取代,磁通φ恒定。直流伺服電動(dòng)機(jī)具有良好的線性調(diào)節(jié)特性及快速的時(shí)間響應(yīng)。
西門子直流伺服電機(jī)和西門子交流伺服電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)
1、直流伺服電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):速度控制jingque,轉(zhuǎn)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(jī)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(qū)內(nèi)可實(shí)現(xiàn)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jingque度位置控制(取決于編碼器精度),額定運(yùn)行區(qū)域內(nèi),可實(shí)現(xiàn)恒力矩,慣量低,低噪音,無(wú)電刷磨損,免維護(hù)(適用于無(wú)塵、易爆環(huán)境)
缺點(diǎn):控制較復(fù)雜,驅(qū)動(dòng)器參數(shù)需要現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整PID參數(shù)確定,需要更多的連線。
西門子交流伺服電機(jī)和直流伺服電機(jī)的特點(diǎn):
1、交流伺服電機(jī)
(1)籠型兩相交流伺服電機(jī)(細(xì)長(zhǎng)籠型轉(zhuǎn)子、機(jī)械特性近似線性、體積和勵(lì)磁電流小、小功率伺服、低速運(yùn)轉(zhuǎn)不夠平滑)
(2)非磁性杯型轉(zhuǎn)子兩相交流伺服電機(jī)(空心杯轉(zhuǎn)子、機(jī)械特性近似線性、體積和勵(lì)磁電流較大、小功率伺服、低速運(yùn)轉(zhuǎn)平滑)
(3)鐵磁杯型轉(zhuǎn)子兩相交流伺服電機(jī)(鐵磁材料杯型轉(zhuǎn)子、機(jī)械特性近似線性、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大、齒槽效應(yīng)小、運(yùn)行平穩(wěn))
(4)同步型永磁交流伺服電機(jī)(由永磁同步電機(jī)、測(cè)速機(jī)及位置檢測(cè)元件同軸一體機(jī)組,定子為3相或2相,磁性材料轉(zhuǎn)子,必須配驅(qū)動(dòng)器;調(diào)速范圍寬、機(jī)械特性由恒轉(zhuǎn)矩區(qū)和恒功率區(qū)組成,可連續(xù)堵轉(zhuǎn),快速相應(yīng)性能好,輸出功率大,轉(zhuǎn)矩波動(dòng)小;有方波驅(qū)動(dòng)和正弦波驅(qū)動(dòng)兩種方式,控制性能好,為機(jī)電一體化產(chǎn)品)
(5)異步型三相交流伺服電機(jī)(轉(zhuǎn)子與籠型異步電機(jī)相似,必須配驅(qū)動(dòng)器,采用矢量控制,擴(kuò)大了恒功率調(diào)速范圍,多用于機(jī)床主軸調(diào)速系統(tǒng))
2、直流伺服電機(jī)
(1)印制繞組直流伺服電機(jī)(盤形轉(zhuǎn)子、盤形定子軸向粘接柱狀磁鋼,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小,無(wú)齒槽效應(yīng),無(wú)飽和效應(yīng),輸出轉(zhuǎn)矩大)
(2)線繞盤式直流伺服電機(jī)(盤形轉(zhuǎn)子、定子軸向粘接柱狀磁鋼,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小,控制性能優(yōu)于其他直流伺服電機(jī),效率高,輸出轉(zhuǎn)矩大)
(3)杯型電樞永磁直流電機(jī)(空心杯轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小,適用于增量運(yùn)動(dòng)伺服系統(tǒng))
(4)無(wú)刷直流伺服電機(jī)(定子為多相繞組,轉(zhuǎn)子為永磁式,帶轉(zhuǎn)子位置傳感器,無(wú)火花干擾,壽命長(zhǎng),噪聲低)
3、力矩電機(jī)
(1)直流力矩電機(jī)(扁平結(jié)構(gòu),極數(shù)槽數(shù)換向片數(shù)串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)多;輸出轉(zhuǎn)矩大,低速或堵轉(zhuǎn)下可連續(xù)工作,機(jī)械和調(diào)節(jié)特性好,機(jī)電時(shí)間常數(shù)?。?/p>
(2)無(wú)刷直流力矩電機(jī)(與無(wú)刷直流伺服電機(jī)結(jié)構(gòu)相似,但為扁平狀,極數(shù)槽數(shù)串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)多;輸出轉(zhuǎn)矩大,機(jī)械和調(diào)節(jié)特性好,壽命長(zhǎng),無(wú)火花,噪聲低)
(3)籠型交流力矩電機(jī)(籠型轉(zhuǎn)子,扁平結(jié)構(gòu),極數(shù)槽數(shù)多,啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,機(jī)電時(shí)間常數(shù)小,可長(zhǎng)期堵轉(zhuǎn)運(yùn)行,機(jī)械特性較軟)
(4)實(shí)心轉(zhuǎn)子交流力矩電機(jī)(鐵磁材料實(shí)心轉(zhuǎn)子,扁平結(jié)構(gòu),極數(shù)槽數(shù)多,可長(zhǎng)期堵轉(zhuǎn),運(yùn)行平滑,機(jī)械特性較軟)
4、步進(jìn)電機(jī)
(1)反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)(定轉(zhuǎn)子均由硅鋼片疊成,轉(zhuǎn)子鐵心上無(wú)繞組,定子上有控制繞組;步距角小,啟動(dòng)與運(yùn)行頻率較高,步距角精度較低,無(wú)自鎖力矩)
(2)永磁步進(jìn)電機(jī)(永磁式轉(zhuǎn)子,徑向磁化極性;步距角大,啟動(dòng)與運(yùn)行頻率低,有保持轉(zhuǎn)矩,消耗功率比反應(yīng)式小,但須供正、負(fù)脈沖電流)
(3)混合式步進(jìn)電機(jī)(永磁式轉(zhuǎn)子,軸向磁化極性;步距角精度高,有保持轉(zhuǎn)矩,輸入電流小,兼有反應(yīng)式和永磁式兩者的優(yōu)點(diǎn))
5、開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)(定轉(zhuǎn)子均由硅鋼片疊成,都為凸極式,與極數(shù)相接近的大步距反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)相似,帶有轉(zhuǎn)子位置傳感器,轉(zhuǎn)矩方向與電流方向無(wú)關(guān),調(diào)速范圍小,噪聲大,機(jī)械特性由恒轉(zhuǎn)矩區(qū)、恒功率區(qū)、串勵(lì)特性區(qū)三部分組成)
客戶的口碑是選擇西門子系統(tǒng)的有力佐證。西門子伺服系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)的動(dòng)態(tài)定位和jingque的運(yùn)動(dòng)控制序列,而豐富的西門子伺服電機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊,可實(shí)現(xiàn)的動(dòng)態(tài)特性和運(yùn)行效率。
?1. S7-400的機(jī)架
??S7-400的模塊是用機(jī)架上的總線連接起來(lái)的。機(jī)架上的P總線(I/O總線)用于I/O 信號(hào)的高速交換和對(duì)信號(hào)模塊數(shù)據(jù)的高速訪問(wèn)。C總線(通信總線,或稱K總線)與CPU 的MPI接口連接,具有通信總線接口的FM和CP模塊通過(guò)C總線進(jìn)行通信,這樣就可以通過(guò)CPU的編程設(shè)備接口對(duì)這些模塊編程。C和K分別是英語(yǔ)單詞Communication和德語(yǔ)單詞Kommunikation(通信)的縮寫。兩種總線分開(kāi)后,控制和通信分別有各自的數(shù)據(jù)通道,通信任務(wù)不會(huì)影響控制的快速性。
??(1)通用機(jī)架UR1/UR2
??UR1(18槽)和UR2(9槽)有P總線和K總線(見(jiàn)圖2-12),可以用作中央機(jī)架(CC)和擴(kuò)展機(jī)架(EU)。它們用作中央機(jī)架時(shí),可以安裝除接收IM外的所有S7-400 模塊。
??電源模塊可能占用1~3個(gè)插槽,首先將電源模塊安裝在機(jī)架最左邊的插槽,然后依次安裝CPU模塊和I/O模塊。并不要求將模塊緊密排列,允許模塊之間有間隙。各模塊插槽通過(guò)背板總線(包括并行I/O總線和串行通信總線)相互連接。
??(2)中央機(jī)架CR2/CR3
??CR2是18槽的中央機(jī)架,P總線分為兩個(gè)本地總線段,分別有10個(gè)插槽和8個(gè)插槽。兩個(gè)總線段都可以對(duì)K總線進(jìn)行訪問(wèn)。CR2需要一個(gè)電源模塊和兩個(gè)CPU模塊,每個(gè)CPU 有它自己的I/O模塊,它們能相互操作和并行運(yùn)行。CPU之間通過(guò)通信總線交換數(shù)據(jù)。
??CR3是4槽的中央機(jī)架,有I/O總線和通信總線。
??(3)擴(kuò)展機(jī)架ER1/ER2
??ERI和ER2是擴(kuò)展機(jī)架,分別有18槽和9槽,只有L/O總線,未提供中斷線,可以使用電源模塊、接收IM模塊和信號(hào)模塊。但是電源模塊不能與IM461-1(接收IM)一起使用。
??(4)UR2-H機(jī)架
??UR2-H機(jī)架用于在一個(gè)機(jī)架上配置一個(gè)完整的S7-400H冗余系統(tǒng),也可以用于配置兩個(gè)具有電氣隔離的獨(dú)立運(yùn)行的S7-400 CPU,每個(gè)均有自己的I/O。UR2-H需要兩個(gè)電源模塊和兩個(gè)冗余CPU模塊。
??2. 接口模塊
??IM 460-x用于作為中央機(jī)架的 UR1、UR2和CR2的發(fā)送接口模塊IM 461-x 用于作為擴(kuò)展機(jī)架的UR1、UR2和ER1、ER2的接收接口模塊。
??接口模塊IM460-1有兩個(gè)接口,中央控制器通過(guò)IM460-1給擴(kuò)展機(jī)架提供5V電源,每個(gè)接口最大5A。
??IM 467和IM 467 FO將S7-400作為主站接入DP網(wǎng)絡(luò),可以將多達(dá)14條DP線連接到S7-400,IM 467 FO集成了光纖接口。它們提供PROFIBUS-DP通信服務(wù)和PC/OP通信服務(wù),以及通過(guò)PROFIBUS-DP的編程和組態(tài)功能。