德國西門(mén)子SIEMENS伺服電機

德國西門(mén)子SIEMENS伺服電機

交流伺服電動(dòng)機又稱(chēng)兩個(gè)伺服電動(dòng)機。交流伺服電動(dòng)機的轉子通常做成鼠籠式，但為了使伺服電動(dòng)機具有較寬的調速范圍、線(xiàn)性的機械特性，無(wú)“自轉”現象和快速響應的性能，它與普通電動(dòng)機相比，應具有轉子電阻大和轉動(dòng)慣量小這兩個(gè)特點(diǎn)。

目前應用較多的轉子結構有兩種形式：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子，為了減小轉子的轉動(dòng)慣量，轉子做得細長(cháng)；另一種是采用鋁合金制成的空心杯形轉子，杯壁很薄，僅0.2-0.3mm，為了減小磁路的磁阻，要在空心杯形轉子內放置固定的內定子.空心杯形轉子的轉動(dòng)慣量很小，反應迅速，而且運轉平穩，因此被廣泛采用。

交流伺服電動(dòng)機在沒(méi)有控制電壓時(shí)，定子內只有勵磁繞組產(chǎn)生的脈動(dòng)磁場(chǎng)，轉子靜止不動(dòng)。當有控制電壓時(shí)，定子內便產(chǎn)生一個(gè)旋轉磁場(chǎng)，轉子沿旋轉磁場(chǎng)的方向旋轉，在負載恒定的情況下，電動(dòng)機的轉速隨控制電壓的大小而變化，當控制電壓的相位相反時(shí)，伺服電動(dòng)機將反轉。

技術(shù)規格

SIEMENS伺服電動(dòng)機的工作原理與分相式單相異步電動(dòng)機雖然相似，但前者的轉子電阻比后者大得多，所以伺服電動(dòng)機與單機異步電動(dòng)機相比，有三個(gè)顯著(zhù)特點(diǎn)：

1、起動(dòng)轉矩大 　由于轉子電阻大，其轉矩特性曲線(xiàn)如圖3中曲線(xiàn)1所示，與普通異步電動(dòng)機的轉矩特性曲線(xiàn)2相比，有明顯的區別。它可使臨界轉差率S0>1，這樣不僅使轉矩特性（機械特性）更接近于線(xiàn)性，而且具有較大的起動(dòng)轉矩。因此，當定子一有控制電壓，轉子立即轉動(dòng)，即具有起動(dòng)快、靈敏度高的特點(diǎn)。

2、運行范圍較廣

3、無(wú)自轉現象 　正常運轉的伺服電動(dòng)機，只要失去控制電壓，電機立即停止運轉。當伺服電動(dòng)機失去控制電壓后，它處于單相運行狀態(tài)，由于轉子電阻大，定子中兩個(gè)相反方向旋轉的旋轉磁場(chǎng)與轉子作用所產(chǎn)生的兩個(gè)轉矩特性（T1－S1、T2－S2曲線(xiàn)）以及合成轉矩特性（T－S曲線(xiàn)）

交流伺服電動(dòng)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。

德國西門(mén)子SIEMENS伺服電機

性能比較

SIEMENS伺服電機電機作為一種閉環(huán)控制的系統，和現代數字控制技術(shù)有著(zhù)本質(zhì)的聯(lián)系。在目前國內的數字控制系統中，步進(jìn)電機的應用十分廣泛。隨著(zhù)全數字式交流伺服系統的出現，交流伺服電機也越來(lái)越多地應用于數字控制系統中。為了適應數字控制的發(fā)展趨勢，運動(dòng)控制系統中大多采用步進(jìn)電機或全數字式交流伺服電機作為執行電動(dòng)機。雖然兩者在控制方式上相似（脈沖串和方向信號），但在使用性能和應用場(chǎng)合上存在著(zhù)較大的差異?，F就二者的使用性能作一比較。

一、控制精度不同 　兩相混合式步進(jìn)電機步距角一般為 1.8°、0.9°，五相混合式步進(jìn)電機步距角一般為0.72 °、0.36°。也有一些高性能的步進(jìn)電機通過(guò)細分后步距角更小。

二、低頻特性不同 　步進(jìn)電機在低速時(shí)易出現低頻振動(dòng)現象。振動(dòng)頻率與負載情況和驅動(dòng)器性能有關(guān)，一般認為振動(dòng)頻率為電機空載起跳頻率的一半。這種由步進(jìn)電機的工作原理所決定的低頻振動(dòng)現象對于機器的正常運轉非常不利。當步進(jìn)電機工作在低速時(shí)，一般應采用阻尼技術(shù)來(lái)克服低頻振動(dòng)現象，比如在電機上加阻尼器，或驅動(dòng)器上采用細分技術(shù)等。 　交流伺服電機運轉非常平穩，即使在低速時(shí)也不會(huì )出現振動(dòng)現象。交流伺服系統具有共振抑制功能，可涵蓋機械的剛性不足，并且系統內部具有頻率解析機能（FFT），可檢測出機械的共振點(diǎn)，便于系統調整。

三、矩頻特性不同 　步進(jìn)電機的輸出力矩隨轉速升高而下降，且在較高轉速時(shí)會(huì )急劇下降，所以其Z高工作轉速一般在300～600RPM。交流伺服電機為恒力矩輸出，即在其額定轉速（一般為2000RPM或3000RPM）以?xún)?，都能輸出額定轉矩，在額定轉速以上為恒功率輸出。

四、過(guò)載能力不同 　步進(jìn)電機一般不具有過(guò)載能力。交流伺服電機具有較強的過(guò)載能力。

五、運行性能不同　 　步進(jìn)電機的控制為開(kāi)環(huán)控制，啟動(dòng)頻率過(guò)高或負載過(guò)大易出現丟步或堵轉的現象，停止時(shí)轉速過(guò)高易出現過(guò)沖的現象，所以為保證其控制精度，應處理好升、降速問(wèn)題。交流伺服驅動(dòng)系統為閉環(huán)控制，驅動(dòng)器可直接對電機編碼器反饋信號進(jìn)行采樣，內部構成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會(huì )出現步進(jìn)電機的丟步或過(guò)沖的現象，控制性能更為可靠。

六、速度響應性能不同 　步進(jìn)電機從靜止加速到工作轉速（一般為每分鐘幾百轉）需要200～400毫秒。交流伺服系統的加速性能較好，

綜上所述，交流伺服系統在許多性能方面都優(yōu)于步進(jìn)電機。但在一些要求不高的場(chǎng)合也經(jīng)常用步進(jìn)電機來(lái)做執行電動(dòng)機。所以，在控制系統的設計過(guò)程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素，選用適當的控制電機。

注意事項

伺服電機油和水的保護 　A：伺服電機可以用在會(huì )受水或油滴侵襲的場(chǎng)所，但是它不是全防水或防油的。因此， 伺服電機不應當放置或使用在水中或油侵的環(huán)境中。 　B：如果伺服電機連接到一個(gè)減速齒輪，使用伺服電機時(shí)應當加油封，以防止減速齒輪的油進(jìn)入伺服電機 　C：伺服電機的電纜不要浸沒(méi)在油或水中。 　二、伺服電機電纜→減輕應力 　A：確保電纜不因外部彎曲力或自身重量而受到力矩或垂直負荷，尤其是在電纜出口處或連接處。 　B：在伺服電機移動(dòng)的情況下，應把電纜（就是隨電機配置的那根）牢固地固定到一個(gè)靜止的部分（相對電機），并且應當用一個(gè)裝在電纜支座里的附加電纜來(lái)延長(cháng)它，這樣彎曲應力可以減到Z小。 　C：電纜的彎頭半徑做到盡可能大。 　三、伺服電機允許的軸端負載 　A：確保在安裝和運轉時(shí)加到伺服電機軸上的徑向和軸向負載控制在每種型號的規定值以?xún)取?　B：在安裝一個(gè)剛性聯(lián)軸器時(shí)要格外小心，特別是過(guò)度的彎曲負載可能導致軸端和軸承的損壞或磨損 　C：用柔性聯(lián)軸器，以便使徑向負載低于允許值，此物是專(zhuān)為高機械強度的伺服電機設計的。 　D：關(guān)于允許軸負載，請參閱“允許的軸負荷表”（使用說(shuō)明書(shū)）。 　四、伺服電機安裝注意 　A：在安裝/拆卸耦合部件到伺服電機軸端時(shí)，不要用錘子直接敲打軸端。（錘子直接敲打軸端，伺服電機軸另一端的編碼器要被敲壞） 　B：竭力使軸端對齊到Z佳狀態(tài)（對不好可能導致振動(dòng)或軸承損壞）。

產(chǎn)品具體詳見(jiàn)：西門(mén)子SIEMENS伺服電機