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【SE培训资料】_E1-02_伺服电机基础之电机篇(中文)
笼型电机
线圈型电机 同步电机
通用电机
感应型AC 伺服电机
同步型AC伺服电机
S-FLAG属于『同步型AC伺服电机』分类
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伺服电机和步进电机
项目
步进电机
伺服电机
构造
大、重
小、轻
外形尺寸
(同容量 比较)
例:200W
系统构成 和
控制方式
85
开环方式
上 位 控 制 器 运转数据
开始信号
109
85
重量 3kg
伺服电机:□40
0.6
0.5
瞬间工作区域
0.4
0.3
0.2 连续工作区域
0.1
0.0 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
转速 Speed[r/min]
步进电机:□60
0.6
牵出转矩
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0 0 1000 2000 3000 4000 50008/61000
脱调 噪音 消费电力 发热 价格 控制方式
步进电机
低:步进角 0.36°(1000) ~1000r/min以下
○/×
750W以下 短距离○
× 大 多 高 价格比较低 开环
伺服电机
高:分辨率 0.003°(131072) ~6000r/min以下
○/○
50W~2kW ○ ○ 小 少 低
价格比较高 闭环
高速域で的转矩小
伺服电机 高 14Bit,17Bit,20Bit等 17Bit的分辨率 =360°/131072=0.0027° 从低~高速域输出安定的转矩 →可以使用高速运转
从低~高速域输出同样的转矩 瞬间输出额定的3的转矩
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与步进电机的比较
分辨率(pulse)
实用转速 转矩特性 (低速/高速) 输出阵容 整定时间
■组装简单的磁气式编码器
磁气式绝对值编码器
磁石 磁气传感器
组装简单 ・间隙大 ・构造简单 ・耐冲击性强
间隙1.5mm以上
光学式绝对值编码器
受光素子10个 投光LED 透镜
2进制码盘 磁气传感器 磁石
组装复杂 ・间隙小 ・构造复杂 ・耐冲击性弱
间隙0.5mm以下
●S-FLAG : 磁石和磁气传感器的距离大,组装简单
对伺服电机要求
・高效率
高。)
⇒ 效率:80%以上(与容量有关,大型的效率
・高定位精度
⇒ 电机轴分辨率:10000p/rev以上
・高速动作
⇒ 整定时间:10ms以下
・轨迹控制
⇒ 速度安定性:0.1%以下
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电机的分类
电机有各种各样的分类
电机
直流电机 一般直流电机
交流电机
DC伺服电机 感应型电机
同步型电机 脉冲电机(步进电机)
转矩
转矩
瞬间工作区域
安全工作区域
速度
脱調し不な脱い调で的運运転转で范き围る範囲
需要考虑2~3倍 的余量。
连续工作区域
速度
可以不用考虑 象步进电机的余量。
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伺服电机和步进电机
项目 停止精度
步进电机 低 (5相步进角=0.36°)
实用转速 转矩特性
低速域:转矩大 高速域:转矩小 担心脱调 不适合高速运转的应用
额定容量
可以连续使用的输出容量。
单位[W]
额定转矩
可以连续使用的力。
单位[N・m]
瞬间最大转矩
可以短时间输出的额定3倍的转矩。
单位[N・m] 严守发热的容许时间!
请参照使用说明书的过负载特性。
额定电流
可连续流入的安全电流。发热容许的电流。
单位[Arms] (单位中的[rms]是实效平均值。
是平方平均平方根(Root Mean Square)的意思。)
需要LED安定发光 消费电力大。 耐尘・耐油:×
消費电力: ×
●S-FLAG 尘和油附着到编码器上也不会影响精度。 ●他社 尘和油附着到编码器上,编码器失去功能。 16/1
谢谢大家。
高速旋转时也可以输出高转矩
效率高
伺服(Servo): 希腊语Servus(对命令忠实) = 对指令信号(命令)忠实行动(服从)
伺服电机: 有伺服机构的控制用的电机
伺服机构: 物体的位置、方位、姿势等作为控制量, 构成追随目标值的任意变化的控制系统(JIS的定义)
伺服电机:构成按照指示的命令动作的控制构造用的
日本电产三协株式会社
伺服的基础(电机篇)
【SE(销售技术)课程】
部署 MCS SE 日期 2018.07
教材编号:E1-02
伺服电机 「S-FLAG」系列产品介绍
什么是伺服电机?
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伺服电机的特点
最大的特長
高精度
高转矩
省能量
与所有其他 电机比较
与同样尺寸的 步进电机比较
与异步电机 比较
可以提高分辨率
瞬间最大电流
可以短时间流过的额定3倍的电流。
单位[Arms] 严守发热的容许时间! 11/1
表现电机的性能的术语
名称
意思
额定转速
可以连续使用的转速。
[r/min]
最高转速
可以短时间使用的最高转速。
[r/min]
转矩常数
电机流入电流,电流和磁场作用产生转矩。
[N・m/Arms] 此电流与产生的转矩之间的关系。 此值大表示是小的电流可以产生高的转矩的高性能电机。
敏捷高精度动作的电机
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对伺服电机的要求事项
「制造」=「自动化」=「机器人」
「4K工作」使用机器人
・辛苦
(Kitsui)
・危险
(Kiken)
・脏
(Kitanai)
・洁净(非常)(Kirei)
机器人的必要性
・比人力更快 ・比人力更确实 ・比人力更重的物品 ・人不能工作的环境
「机器人」=「伺服电机」
慣性力矩
表现旋转容易(难)、停止容易(难)。
(惯量)
[kg・m2]
额定功率变化率 电机可以输出的功率上升率。同样容量的电机,功有比其他电机高的功率变化率的高性 能。
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编码器
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编码器的分类
编码器根据角度检出方式和使用的素子进行分类
转速 Speed[r/min]
控制构造
■伺服的控制构造
设定目标值
控制装置 (位置・速度・转矩)(伺服驱动器) 控制量算出
电流
电机
旋转型 (转子)
输出
转矩
告知当前的角度
本章详细说明电机和 编码器。 驱动器在下一章说明。
角度检出器 (编码器)
角度计测
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伺服电机的构造
伺服电机的内部是这样的构造。
轴承 键 轴
转子 编码器
定子・线圈
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表现电机的性能的术语
名称
意思
电源电压
对主回路输入电源AC200V~240V进行整流、电容平滑转换为DC280V~340V。
单位[V]
电机输出容量
S-FLAG有以下电机。
单位[W]
□40: 50W,100W
□60: 200W,400W
□80: 750W
□130: 1kW,1.5kW,2kW
控脉 制冲 器发
生 器 指令脉冲
信号
驱
动
器
电机
电流变换
60
79
60
重量 0.9kg
闭环方式
上 位 控 制 器 运行数据
开始信号
控 脉 指令脉冲 制 冲 信号 器发
生
ア 电流变换
ン
プ
电机
器
动作完成
编码器
信号
信号
伺服电机小型轻量!
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伺服电机和步进电机
步进电机的特性
必须考虑的余量的 范围很广!
伺服电机的特性
编码器
光学式
受光素子
罩 板
通过型 反射型
码盘 光学系统 发光部
磁气式
线圈型
分解器 VR分解器
磁石型
M R 素 子
磁石
霍尔素子 MR素子
编码器各有其优点/缺点。 请记住以下的优点
・光学式 : 重视高精度・高分辨率的场合有优势! ・磁气式 : 重视耐环境性的场合有优势!
S-FLAG
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磁气式编码器的强项
●他社
: LED和受光素子的距离小,组装复杂 15/1
磁气式编码器的强项
■耐尘・耐油性能强、消費电力小
磁气式绝对值编码器
光学式绝对值编码器
1对极永久磁石
处理电路
MR素子
并非检测磁场的强度 而是『检测方向』的方法, 抗汚能力强。
不需要LED发光, 抑制消费电力
耐尘・耐油:○ 消費电力: ○
码盘受污 会引起误动作。