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如何改善兩相SEW電機的低速?

更新時間:2019-05-24      點擊次數(shù):2343

    如何改善兩相SEW電機的低速?
    1、SEW電機的相數(shù)是指電機內(nèi)部的線圈組數(shù),目前常用的有二相、三相、四相、五相步進電機。電機相數(shù)不同,其步距角也不同,一般二相電機的步距角為1.8度、三相為1.5度、五相的為0.72度。在沒有細分驅(qū)動器時,用戶主要靠選擇不同相數(shù)的步進電機來滿足步距角的要求。如果使用細分驅(qū)動器,則相數(shù)將變得沒有意義,用戶只需在驅(qū)動器上改變細分數(shù),就可以改變步距角。
    2、SEW電機在定子上只有兩個繞組,有四根出線,整步為1.8°,半步為0.9°。在驅(qū)動器中只要對兩相繞組電流通斷和電流方向進行控制就可以了。
    3、SEW電機并不能象普通的直流電機、交流電機在常規(guī)下使用。它必須由雙環(huán)形脈沖信號、功率驅(qū)動電路等組成控制系統(tǒng)方可使用。因此用好步進電機卻非易事,它涉及到機械、電機、電子及計算機等許多知識。
    4、SEW電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元件。在非超載的情況下,電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù),而不受負載變化的影響,即給電機加一個脈沖信號,電機則轉(zhuǎn)過一個步距角。這一線性關(guān)系的存在,加上步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差等特點。使得在速度、位置等控制域用步進電機來控制變的非常的簡單。
    5、SEW電機應用于低速場合,每分鐘轉(zhuǎn)速不超過1000轉(zhuǎn),(0.9度時6666PPS),
    1、SEW電機單電壓驅(qū)動是指在電機繞組工作過程中,只用一個方向電壓對繞組供電,多個繞組交替提供電壓。該方式是一種比較老的驅(qū)動方式,現(xiàn)在基本不用了。
    :電路簡單,元件少、控制也簡單,實現(xiàn)起來比較簡單
    缺點:必須提供足夠大的電流的三極管來進行開關(guān)處理,步進電機運轉(zhuǎn)速度比較低,電機震動比較大,發(fā)熱大。由于已經(jīng)不再使用,所以不多描述。
    2、SEW電機由于恒電壓驅(qū)動存在以上諸多缺點,技術(shù)的進一步發(fā)展,研發(fā)出新的高低壓驅(qū)動來改善恒電壓驅(qū)動的部分缺點,高低壓驅(qū)動的原理是,在電機運動到整步的時候使用高壓控制,在運動到半步的時候使用低壓控制,停止時也是使用低壓來控制。
    :高低壓控制在一點程度上改善了震動和噪音,次提出細分控制步進電機的概念,同時也提出了停止時電流減半的工作模式。
    缺點:電路相對恒電壓驅(qū)動復雜,對三極管高頻特性要求提高,電機低速仍然震動比較大,發(fā)熱仍然比較大,現(xiàn)在基本上不使用這種驅(qū)動模式。
    3、SEW電機電流斬波驅(qū)動的工作原理是通過硬件設計當電流達到某個設定值的時候通過硬件將其電流關(guān)閉,然后轉(zhuǎn)為另一個繞組通電,另一個繞組通電的電流到某個固定的電流的時候,又能通過硬件將其關(guān)閉,如此反復,推進步進電機運轉(zhuǎn)。
    :噪音大大減小,轉(zhuǎn)速一定程度上提高了,比前兩種有一定的提高。
    缺點:對電路設計要求比較高,對電路抗干擾要求比較高,容易引起高頻,燒壞驅(qū)動元件,對元件要求比較高。
    4、電流比較斬波驅(qū)動
    電流比較斬波驅(qū)動是把步進電機繞組電流值轉(zhuǎn)化為一定比例的電壓,與D/A轉(zhuǎn)換器輸出的預設值進行比較,比較結(jié)果來控制功率管的開關(guān),從而達到控制繞組相電流的目的。
    :使運動控制模擬正弦波的特點,大大提高,運動速度和噪音都比較小,可以使用比較高的細分,是當前流行的控制方法。
    缺點:電路比較復雜,對電路中的干擾難以控制和理論要求相吻合,容易產(chǎn)生抖動,在控制形成正弦波的波峰和波谷,容易導致高頻干擾,進而導致驅(qū)動元件發(fā)熱或者由于頻率過高而老化,這也是很多驅(qū)動器使用1年多的時候容易出現(xiàn)紅燈保護的主要原因。
    只是直流電機為滿足低慣量采用細長電樞,盤形或空心杯的。交流伺服電機有兩相交流繞組,空間相差90點角度,其中一組為勵磁繞組,另一組為控制繞組。其控制方式有幅值控制,相位控制,幅值相位復合控制。大多采用復合控制。交流伺服電機的轉(zhuǎn)子電阻一般很大,這樣可以防止自轉(zhuǎn),當控制電壓消失后,由于有勵磁電壓,此時的交流伺服電機中會有脈振磁動勢,由于電阻大,T-S曲線發(fā)生偏移,反轉(zhuǎn)的磁場產(chǎn)生的T要變大,所以此時合成的T為制動性質(zhì)的,會停轉(zhuǎn)。
    交流伺服電機比直流伺服電機好一些
    從定義上講,交流伺服電機是,交流電機的一種,通過伺服驅(qū)動器的矢量控制理論控制電機的扭矩,速度,位置等等,把交流電通過等換計算的方式去控制電機,所以制造技術(shù)和伺服驅(qū)動器的軟件方面比較難開發(fā),內(nèi)目前都在仿造日系或者歐美產(chǎn)品。
    直流伺服電機,就是把直流電機加上編碼器 形成閉環(huán)控制,電機的控制方法基本就是改變電流的大小來改變電機的 扭矩,速度等參數(shù)。我早的伺服系統(tǒng)就是直流伺服系統(tǒng),的比較多,發(fā)展歷史時間長。我早的衛(wèi)星東方紅,控制方向的就用的直流伺服電機。
    SEW電機推薦使用交流伺服電機,直流伺服電機太熱,控制精度不好。使用壽命短。
    SEW電機比較
    交流伺服電機的工作原理與分相式單相異步電機雖然相似,但前者的轉(zhuǎn)子電阻比后者大得多,所以伺服電機與單機異步電機相比,有三個顯著特點:
    1、啟動轉(zhuǎn)矩大
    由于轉(zhuǎn)子電阻大,與普通異步電機的轉(zhuǎn)矩特性曲線相比,有的區(qū)別。它可使臨界轉(zhuǎn)差率S0>1,這樣不僅使轉(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、運行范圍較廣
    3、無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象
    SEW電機正常運轉(zhuǎn)的伺服電機,只要失去控制電壓,電機立即停止運轉(zhuǎn)。當伺服電機失去控制電壓后,它處于單相運行狀態(tài),由于轉(zhuǎn)子電阻大,定子中兩個相反方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子作用所產(chǎn)生的兩個轉(zhuǎn)矩特性(T1-S1、T2-S2曲線)以及合成轉(zhuǎn)矩特性(T-S曲線)。
    SEW電機的輸出功率一般是0.1-100W。當電源頻率為50Hz,電壓有36V、110V、220、380V;當電源頻率為400Hz,電壓有20V、26V、36V、115V等多種。
    SEW電機運行平穩(wěn)、噪音小。但控制特性是非線性,并且由于轉(zhuǎn)子電阻大,損耗大,效率低,因此與同容量直流伺服電機相比,體積大、重量重,所以只適用于0.5-100W的小功率控制系統(tǒng)。

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