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  • Q:如何選擇好的伺服電機

     從電動汽車到無人機和協作機器人,在減輕重量和占地面積的同時又不影響電動機功率,是許多工程師奮斗不已的追求目標。而且,和傳統那些高功率、高重量的電機相比,更輕巧且功能不弱的電機市場正在不斷增長。


     

    1.應用場景

    自動化領域的控制型電機可分為伺服電機、步進電機、變頻電機等。在需要較為精確的速度或位置控制的部件,會選擇伺服電機驅動。

    變頻器+變頻電機的控制方式,是通過改變輸入電機的電源頻率而改變電機轉速的控制方法。一般只用于電機的調速控制。

     

    伺服電機與步進電機相比:

    a) 伺服電機使用閉環控制,步進電機為開環控制;

    b) 伺服電機使用旋轉編碼器計量精度,步進電機使用步距角。普通產品級別上前者的精度可達后者的百倍數量級;

    c) 控制方式相似(脈沖或方向信號)。

     

    2.供電電源

    伺服電機從供電電源上區分可分為交流伺服電機和直流伺服電機。

    二者還是比較好選擇的。一般的自動化設備,甲方都會提供標準的380V工業電源或220V電源,此時選擇對應電源的伺服電機即可,免去電源類型的轉換。但有一些設備,比如立體倉庫中的穿梭板、AGV小車等,由于本身的移動性質,大部分使用自帶直流電源,所以一般使用直流伺服電機。

    3.抱閘

    根據動作機構的設計,考慮在停電狀態下或靜止狀態下,是否會造成對電機的反轉趨勢。如果有反轉趨勢,就需要選擇帶抱閘的伺服電機。

    4.選型計算

    選型計算前,首先要確定的是機構末端的位置和速度要求,再者確定傳動機構。此時即可選擇伺服系統和對應的減速器。

    選型過程中,主要考慮以下參數:

    4.1.功率和速度

    根據結構形式和最終負載的速度和加速度要求,計算電機所需功率和速度。值得注意的是,通常情況下需要結合所選電機的速度選取減速機的減速比。

    在實際選型過程中,比如負載為水平運動,因為各個傳動機構的摩擦系數和風載系數的不確定性,公式P=T*N/9549往往無法明確計算(無法精確計算扭矩的大小)。而在實踐過程中,也發現使用伺服電機所需功率最大處往往是加減速階段。所以,通過T=F*R=m*a*R可定量計算所需電機的功率大小和減速機的減速比(m:負載質量;a:負載加速度;R:負載旋轉半徑)。

     

    有以下幾點需要注意:

    a) 伺服電機的功率富余系數;

    b) 考慮機構的傳動效率;

    c) 減速機的輸入和輸出扭矩是否達標,并有一定的安全系數;

    d) 后期是否會有加大速度的可能性。

    值得一提的是,在傳統行業中,例如起重機等行業,使用普通的感應電機驅動,加速度無明確要求,計算過程使用的是經驗公式。

    注:負載垂直運行的情況下,注意把重力加速度計算在內。

     

    4.2.慣量匹配

    要實現對負載的高精度控制,需要考慮電機與系統的慣量是否匹配。

    對于為什么需要慣量匹配的問題,網上并沒有給出一統江湖的說法。個人理解有限,在這里就不解釋了。有興趣的朋友可以自行考證一下并告知一聲。慣量匹配的原則為:考慮系統慣量折合到電機軸上,與電機的慣量比不大于10(西門子);比值越小,控制穩定性越好,但需要更大的電機,性價比更低。具體的計算方法如有不明白的請自行補學大學"理論力學"。

     

    4.3.精度要求

    計算經過減速機和傳動機構的變化后,電機的控制精度是否能夠滿足負載的要求。減速器或某些傳動機構有一定的回程間隙,都需要考慮。

     

    4.4.控制匹配

    這個方面主要是與電氣設計人員溝通確認,比如伺服控制器的通訊方式是否與PLC匹配,編碼器類型及是否需要引出數據等。

     

    5.品牌

    目前市場上伺服電機品牌眾多,性能也是千差萬別。大體來說,如果不差錢,就選用歐美的,稍微差點錢,選日本的,然后是中國臺灣和中國大陸的。不是作者崇洋媚外,是實際使用得來的教訓。根據過往經驗,國產的伺服電機本體基本性能上沒什么問題,主要伺服控制器的控制算法、集成度和和穩定性方面有一定的差距。希望國內廠商繼續努力,縮小與國外產品的差距。

    選擇電機還要考慮以下因素:

    1、為伺服電機提供電源的種類,如單相、三相、直流電等

    2、伺服電機的工作環境,電機工作場所是否有特殊性,如潮濕、高溫、化學腐蝕、粉塵等等

    3、伺服電機的工作方式,是連續工作還是短時工作或是其它工作方式

    4、伺服電機的安裝方式,如立式安裝、臥式安裝等等

    5、伺服電機的功率及轉速等,功率及轉速應滿足負載的要求

    6、其它困素,如是否需要變速、有無特殊控制要求、負載的種類等

    機械專業是一個經驗性很強的領域,在自己對機械不是很精通的情況下,在對齒輪減速電機廠家進行考察時最好能叫上專業人士為你護航,那樣在考慮廠家是否有同機型設備生產經驗,是否有專業的技術人員的情況時你會得行更為準確的了解。如提到某某項目為這公司完成時,專業人士很多時候只需要問一些細節問題就可知道是否真采用的是此品牌,也不至于被騙。

  • Q:伺服電機有幾種制動方式和選擇配件的注意事項

      有時候我們容易對電磁制動,再生制動,動態制動的作用混淆,選擇了錯誤的配件。那么伺服電機有幾種制動方式和選擇配件的注意事項?以下對這幾個概念加以澄清。


      動態制動器由動態制動電阻組成,在故障、急停、電源斷電時通過能耗制動縮短伺服電機的機械進給距離.


      再生制動是指伺服電機在減速或停車時將制動產生的能量通過逆變回路反饋到直流母線,經阻容回路吸收.


      電磁制動是通過機械裝置鎖住電機的軸.


      三者的區別


      (1)再生制動必須在伺服器正常工作時才起作用,在故障,急停,電源斷電時等情況下無法制動電機.動態制動器和電磁制動工作時不需電源.


      (2)再生制動的工作是系統自動進行,而動態制動器和電磁制動的工作需外部繼電器控制.


      (3)電磁制動一般在SV OFF后啟動,否則可能造成放大器過載.動態制動器一般在SV OFF或主回路斷電后啟動,否則可能造成動態制動電阻過熱.



      選擇配件的注意事項


      (1)有些系統如傳送裝置,升降裝置等要求伺服電機能盡快停車.而在故障,急停,電源斷電時伺服器沒有再生制動無法對電機減速.同時系統的機械慣量又較大,這時對動態制動器的選擇要依據負載的輕重,電機的工作速度等.


      (2)有些系統要維持機械裝置的靜止位置需電機提供較大的輸出轉矩且停止的時間較長,如果使用伺服的自鎖功能往往會造成電機過熱或放大器過載.這種情況就要選擇帶電磁制動的電機.


      (3)有的伺服器有內置的再生制動單元,但當再生制動較頻繁時可能引起直流母線電壓過高,這時需另配再生制動電阻.再生制動電阻是否需要另配,配多大 的再生制動電阻可參照相應樣本的使用說明.


         需要注意的是一般樣本列表上的制動次數是電機在空載時的數據.實際選型中要先根據系統的負載慣量和樣本上的電機慣量,算出慣量比.再以樣本列表上的制動次數除以(慣量比+1).這樣得到的數據才是允許的制動次數。

  • Q:松下伺服馬達的控制知識和工作法

      松下伺服馬達可使控制速度,位置精度非常準確。將電壓信號轉化為轉矩和轉速以驅動控制對象,根據編碼器接收到的脈沖個數來運轉的,如果沒有脈沖,那就不會運轉,所以,伺服馬達可以實現精準控制和定位。那么大家可否知道松下伺服馬達的控制知識和工作法呢?下面就趕緊來看看吧。


      無位置傳感器控制技術


      在一些應用場合要求使用的電機體積小、效率高、轉速高,微型永磁無刷直流電機能夠較好地滿足要求。無刷直流電機的無位置傳感器控制的難點在于轉子位置信號的檢測,目前國內外研究人員提出了諸多方法,其中反電動勢法最為簡單、可靠,應用范圍最廣泛。


      變速驅動設計的HVIC技術


      可變速電機驅動可以提高機器設備的能源效率,最新的HVIC(高壓集成電路)技術使得大多數必需的反饋和保護器件可以制作在一個基片上,這樣就可以在范圍更大的市場和應用里,來實現成本低廉、結構緊湊的可變速驅動。



      松下伺服馬達的工作法


      一、交流伺服電機也是無刷電機,分為同步和異步電機,如今運動控制中一般都用同步電機,它的功率范圍大,可以做到很大的功率。大慣量,最高轉動速度低,且隨著功率增大而快速降低。因而適合做低速平穩運行的應用。


      二、松下伺服馬達主要靠脈沖來定位,基本上可以這樣理解,伺服電機接收到1個脈沖,就會旋轉1個脈沖對應的角度,從而實現位移,因為,伺服電機本身具備發出脈沖的功能,所以伺服電機每旋轉一個角度,都會發出對應數量的脈沖,這樣,和伺服電機接受的脈沖形成了呼應,或者叫閉環,如此一來,系統就會知道發了多少脈沖給伺服電機,同時又收了多少脈沖回來,這樣,就能夠很精確的控制電機的轉動,從而實現精確的定位,可以達到0.001mm。


      三、伺服電機內部的轉子是永磁鐵,驅動器控制的U/V/W三相電形成電磁場,轉子在此磁場的作用下轉動,同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅動器,驅動器根據反饋值與目標值進行比較,調整轉子轉動的角度。松下伺服馬達的精度決定于編碼器的精度(線數)。


      松下伺服馬達的控制知識和工作法?你了解了嗎?如果想了解更多,歡迎聯系我們客服0755-29984985

  • Q:松下伺服馬達A5II使用安全注意事項

      A5II松下伺服馬達是松下伺服的又一升級版本,那么你知道使用松下伺服馬達A5II的安全注意事項有哪些嗎?下面小編就來告訴你松下伺服馬達A5II使用安全注意事項,詳見下文。


      松下伺服馬達A5II使用安全注意事項如下:


      1.伺服馬達應放置在灰塵較少,不會接觸到水、油等地方使用。


      2.將伺服馬達、驅動器及再生電阻安裝在金屬等非可燃物上。


      3.接線作業必須由電氣工程專家進行。


    松下伺服電機


      4.保證正確的接線,若未正確接線,則會引發觸電、受傷、故障、破損。


      5.驅動器.伺服馬達的地線必須接地。


      6.必須設置過電流保護裝置、漏電斷電器、溫度過高防止裝置和緊急停止裝置。


      7.要遵守指定的安裝方法和方向。


      8.不要在電機、驅動器及外圍放置阻礙通風的障礙物。


      9.一定要遵守在指定的電壓范圍內進行工作。


      10.伺服馬達與驅動器最好使用指定的組合。


      11.保養檢查工作應由專業人員進行,也可以參考《正確保養松下伺服的方法是什么》進行相關操作。


      12.長時間不使用時,必須切斷電源。


      13.將電池作業廢物處理時,請用膠帶等將電池絕緣,并根據有關部門的規定進行處理。


      14.廢棄時,請作為產業廢棄物進行處理。


      日常生活中,不管你使用任何電子產品或機械產品,都需事先了解產品的使用安注意事項,如果你不了解松下伺服馬達A5II使用安全注意事項,就會導致使用錯誤引起的不良現象:如觸電.火災.故障.損害.受傷

  • Q:伺服的控制方式有哪些?

    一般伺服都有三種控制方式:速度控制方式,轉矩控制方式,位置控制方式,速度控制和轉矩控制都是用模擬量來控制的。位置控制是通過發脈沖來控制的。具體采用什么控制方式要根據客戶的要求,滿足何種運動功能來選擇。如果您對電機的速度、位置都沒有要求,只要輸出一個恒轉矩,當然是用轉矩模式。

    通過模擬量的輸入或脈沖的頻率都可以進行轉動速度的控制,在有上位控制裝置的外環PID控制時速度模式也可以進行定位,但必須把電機的位置信號或直接負載的位置信號給上位反饋以做運算用。位置模式也支持直接負載外環檢測位置信號,此時的電機軸端的編碼器只檢測電機轉速,位置信號就由直接的最終負載端的檢測裝置來提供了,這樣的優點在于可以減少中間傳動過程中的誤差,增加了整個系統的定位精度。

    轉矩控制方式是通過外部模擬量的輸入或直接的地址的賦值來設定電機軸對外的輸出轉矩的大小,具體表現為例如10V對應5Nm的話,當外部模擬量設定為5V時電機軸輸出為2.5Nm;如果電機軸負載低于2.5Nm時電機正轉,外部負載等于2.5Nm時電機不轉,大于2.5Nm時電機反轉(通常在有重力負載情況下產生)。可以通過即時的改變模擬量的設定來改變設定的力矩大小,也可通過通訊方式改變對應的地址的數值來實現。應用主要在對材質的受力有嚴格要求的纏繞和放卷的裝置中,例如饒線裝置或拉光纖設備,轉矩的設定要根據纏繞的半徑的變化隨時更改以確保材質的受力不會隨著纏繞半徑的變化而改變。

    位置控制模式一般是通過外部輸入的脈沖的頻率來確定轉動速度的大小,通過脈沖的個數來確定轉動的角度,也有些伺服可以通過通訊方式直接對速度和位移進行賦值。由于位置模式可以對速度和位置都有很嚴格的控制,所以一般應用于定位裝置。應用領域如數控機床、印刷機械等等。

  • Q:伺服的工作原理

    伺服系統是使物體的位置、方位、狀態等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(或給定值)的任意變化的自動控制系統。伺服主要靠脈沖來定位,基本上可以這樣理解,伺服電機接收到1個脈沖,就會旋轉1個脈沖對應的角度,從而實現位移,由于伺服電機本身具備編碼器反饋脈沖的功能,所以伺服電機每旋轉一個角度,編碼器都會反饋對應數量的脈沖,與伺服電機接受的脈沖形成了呼應,或者叫閉環,如此一來,系統就會知道發了多少脈沖給伺服電機,同時又收了多少脈沖回來,所以伺服能夠很精確的控制電機的轉動,從而實現精確的定位,伺服電機的精度決定于編碼器的精度。
  • Q:什么叫IP防護等級?

    IP是Ingress Protection的縮寫,IP等級是針對電氣設備外殼對異物侵入的防護等級,來源是國際電工委員會的標準IEC 60529,這個標準在2004年也被采用為美國國家標準。在這個標準中,針對電氣設備外殼對異物的防護,IP等級的格式為IPXX,其中XX為兩個阿拉伯數字,第一標記數字表示接觸保護和外來物保護等級,第二標記數字表示防水保護等級。
  • Q:如何修改并保存松下伺服A5驅動器的參數?

    驅動器上電后按一次設置鍵S進入d01.SPd; 按一次模式鍵M進入參數設定模式PAr.000,通過上、下、左鍵選擇所要修改的參數,按設置鍵S進入該參數的設定值;把對應參數的設定值修改后,再按住設置鍵S約2秒后,界面自動返回到對應的參數設定模式PAr.***;在返回到對應的參數設定模式PAr.***后,再按一次模式鍵M進入參數EEPROM寫入模式EE_SEt ;按一次設置鍵S進入EEP  - 模式;再按住向上鍵約5秒后,顯示EEP- - -逐漸增加 直到顯示rESEt或FiniSh為止,設置參數寫入完畢。
  • Q:什么叫伺服?

    伺服:一詞源于希臘語“奴隸”的意思。人們想把“伺服機構”當個得心應手的馴服工具,服從控制信號的要求而動作。在訊號來到之前,轉子靜止不動;訊號來到之后,轉子立即轉動;當訊號消失,轉子能即時自行停轉。由于它的“伺服”性能,因此而得名。

    伺服的主要任務是按控制命令的要求,對功率進行放大、變換與調控等處理,使驅動裝置輸出的力矩、速度和位置,控制得非常靈活方便。
  • Q:什么叫慣量?

    慣量是指物質(物體)運動的慣性量值,相當于保持某種狀態鎖需的力。其慣性大小的物理量,其慣性大小與物質質量相應慣量J= ∫ r^2 dm 其中r為轉動半徑,m為剛體質量慣量,也是伺服電機的一項重要指標。它指的是轉子本身的慣量,對于電機的加減速來說相當重要。

    一般來說,小慣量的電機制動性能好,啟動,加速停止的反應很快,適合于一些輕負載,高速定位的場合。如果你的負載比較大或是加速特性比較大,而選擇了小慣量的電機,可能對電機軸損傷太大,選擇應該根據負載的大小,加速度的大小等等因素來選擇,一般有理論計算公式。

    電機的轉子慣量是電機本身的一個參數。單從響應的角度來講,電機的轉子慣量應小為好。但是,電機總是要接負載的,負載一般可分為二大類,一類為負載轉矩,一類為負載慣量。

    影響伺服電機響應的主要負載是負載慣量。伺服電機驅動器對伺服電機的響應控制,最佳值為負載慣量與電機轉子慣量之比為一,最大不可超過五倍。通過機械傳動裝置的設計,可以使負載慣量與電機轉子慣量之比接近一或較小。當負載慣量確實有這樣大,機械設計不可能使負載慣量與電機轉子慣量之比小于五倍時,則可使用電機轉子慣量較大的電機,即所謂的大慣量電機。使用大慣量的電機,要達到一定的響應,驅動器的容量應要大一些。
  • Q:編碼器的分類

    增量型:就是每轉過單位的角度就發出一個脈沖信號(也有發正余弦信號,編碼器(圖1)然后對其進行細分,斬波出頻率更高的脈沖),通常為A相、B相、Z相輸出,A相、B相為相互延遲1/4周期的脈沖輸出,根據延遲關系可以區別正反轉,而且通過取A相、B相的上升和下降沿可以進行2或4倍頻;Z相為單圈脈沖,即每圈發出一個脈沖。增量式編碼器沒有帶記憶功能,每次斷電重新開機都要進行回零或者找參考點。

    絕對值型:就是對應一圈,每個基準的角度發出一個唯一與該角度對應二進制的數值,通過外部記圈器件可以進行多個位置的記錄和測量。絕對式編碼器帶有記憶功能,編碼器電纜上附帶有一個備用電池。每次斷電重新開機都能記住當前的位置,不需重新回零或者找參考點。
  • Q:什么是編碼器分辨率?

    編碼器的分辨率是指編碼器軸轉一圈所輸出的位置數,比較常用的是增量式光電編碼器,它的分辨率又稱為線數,比如2500線4倍頻,那么它的分辨率就是2500*4=10000個脈沖。編碼器的分辨率越高說明電機的最小刻度就越小,那么電機旋轉的角位移也就越小,控制的精度也就越高。
  • Q:如何給松下伺服A5驅動器恢復出廠值?

    驅動器上電后按一次設置鍵S進入d01.SPd; 按3次模式鍵M進入輔助模式AF_ACL,按6次向上鍵直到出現AF_ini;按一次設置鍵S進入ini  - 模式;再按住向上鍵約5秒后,顯示ini- - -逐漸增加直到顯示FiniSh為止,設置參數恢復出廠值完畢。
  • Q:如何在松下伺服A5驅動器的面板上操作試運轉?

    驅動器上電后按一次設置鍵S進入d01.SPd; 按3次模式鍵M進入輔助模式AF_ACL,按4次向上鍵直到出現AF_JOG;按一次設置鍵S進入JOG  - 模式;再按住向上鍵約5秒后,顯示JOG- - -逐漸增加 直到顯示rEAdy為止;再按住向左鍵約5秒后,右邊的小數點逐漸向左邊移動, 直到顯示SrV_on為止;此時按住上、下鍵即可進行電機正反轉。

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