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自行式起重机混凝土泵车怎么收费

文章作者:公司简介 上传时间:2020-02-04

  伺服电机讲解_物理_自然科学_专业资料。伺服电机讲解 中山少微自动化科技有限公司 内容 由于我们是从事非标自动化设备设计与制造的, 主要是合理地选择和正确使用各种控制电机,因此本 次讲座着重阐述伺服电机的基本结构、工作原理、工 作特性

  伺服电机讲解 中山少微自动化科技有限公司 内容 由于我们是从事非标自动化设备设计与制造的, 主要是合理地选择和正确使用各种控制电机,因此本 次讲座着重阐述伺服电机的基本结构、工作原理、工 作特性和使用方法。具体内容如下: 1 概述 2 伺服电机基本结构及原理 3 旋转磁场作用下的运行分析 4 伺服电机的机械特性及控制方式 5 交流伺服电机的应用 6 伺服电机选择及主要性能指标 中山少微自动化科技有限公司 目的 了解伺服电机基本结构,掌握其工作原理、运 行特性及其特点、应用场合,以求正确选用和使用 它们。 中山少微自动化科技有限公司 1 概述 1.1 什么叫伺服电机 伺服电动机也称为执行电动机,在控制系统 中用作执行元件,将电信号转换为轴上的转角或 转速,以带动控制对象。 1、交流伺服电动机 伺服电动机分为: 2、直流伺服电动机 中山少微自动化科技有限公司 1 概述 1.2伺服电机最大特点 在有控制信号输入时,伺服电动机就转动;没 有控制信号输入,它就停止转动。改变控制电压的 大小和相位(或极性)就可改变伺服电动机的转速和 转向。 中山少微自动化科技有限公司 1 概述 1.3伺服电机与普通电机相比具有如下特点 (1)调速范围宽广。伺服电动机的转速随着控制电 压改变,能在宽广的范围内连续调节。 (2)转子的惯性小,即能实现迅速启动、停转。 (3)控制功率小,过载能力强,可靠性好。 中山少微自动化科技有限公司 1 概述 1.4伺服电机在自控制系统中的典型应用 其它场合的应用 中山少微自动化科技有限公司 1 概述 1.5伺服电动机典型生产厂家 德国西门子,产品外形有: 伺服电机 伺服电机驱动器 中山少微自动化科技有限公司 1 概述 1.5伺服电动机典型生产厂家 美国科尔摩根,产品外形有: 伺服电机 伺服电机驱动器 中山少微自动化科技有限公司 1 概述 1.5伺服电动机典型生产厂家 日本松下及安川,产品外形有: 松下交流伺服电机及驱动器 安川伺服电机驱动器 中山少微自动化科技有限公司 2 伺服电机基本结构及原理 驱动器 交流伺服 电机器 交流伺服电机系统 中山少微自动化科技有限公司 2 伺服电机基本结构及原理 2.1 结构 交流电机 交流电机 电源线 编码器 编码器信 号输出线 中山少微自动化科技有限公司 2 伺服电机基本结构及原理 1.2.1 结构 交流电机 机械负载轴 减速齿轮 中山少微自动化科技有限公司 2 伺服电机基本结构及原理 2.1 结构 由定子和转子二 大部分组成 转 子 定子 1、定子 由铁心和线圈组成 _ + 励磁绕组 壳体 _ 控制绕组 + e + e e _ + U2 e _ U2 U1 ? U1 励磁电压 ? 控制电压 中山少微自动化科技有限公司 1.2 伺服电机基本结构及原理 1.2.1 结构 由定子和转子二大部分组成 转 子 定 子 1、定子 由铁心和线圈组成 控制绕组 励磁绕组 壳 体 控制绕组与励磁 绕组相差900 电气原理图 中山少微自动化科技有限公司 2 伺服电机基本结构及原理 2、 转子 (1) 笼型转子 铁芯槽内放铜条,端 部用短路环形成一体, 或铸铝形成转子绕组。 转 子 定子 壳体 笼型转子 铸铝的笼型转子 中山少微自动化科技有限公司 2 伺服电机基本结构及原理 (2) 杯型转子纲 薄壁园筒形,放于内外定 子之间。一般壁厚为0.3mm 转 子 定子 壳体 杯型转子 中山少微自动化科技有限公司 2 伺服电机基本结构及原理 2.2 转动原理 中山少微自动化科技有限公司 2 三相异步电动机的转动原理 2.2 转动原理 中山少微自动化科技有限公司 2 三相异步电动机的转动原理 2.2 转动原理 当磁铁旋转时,在空间形成一个旋转磁场。假设永久磁铁是 顺时纠方向以n0的转速旋转,那末它的磁力线也就以顺时针方向 切割转子导条,在转子导条中就产生感应电势。根据右手定则, N极下导条的感应电势方向垂直地从纸面出来。而S极下导条的 感应电势方向垂直地进入纸面。由于鼠笼转子的导条都是通过 短路环连接起来的,因此在感应电势的作用下,在转子导条中 就会有电流流过,电流有功分量的方向和感应电势方向相同。 再根据通电导体在磁场中受力原理,转子载流导条又要与磁场 相互作用产生电磁力,这个电磁力F作用在转子上,并对转轴形 成电磁转矩。根据左手定则,转矩方向与磁铁转动的方向是一 致的,也是顺时针方向。因此,鼠笼转子便在电磁转矩作用下 顺着磁铁旋转的方向转动起来。 中山少微自动化科技有限公司 3 旋转磁场作用下的运行分析 3.1伺服电机旋转磁场的产生 为了分析方便,先假定 励磁绕组有效匝数Uf与 控制绕组有效匝数UC相 等。这种在空间上互差 900电角度,有效匝数又 相等的两个绕组称为对 称两相绕组。 励磁绕组 控制绕组 电气原理图 中山少微自动化科技有限公司 3 旋转磁场作用下的运行分析 3.1旋转磁场的产生 ic ? I m si n?t ? ? i ? I si n ? t ? 90 ? f m 同时,又假定通入励磁 if ? I c 绕组的电流Uf与通入控 制绕组的电流UC相位上 彼此相差900幅值彼此相 等,这样的两个电流称 为两相对称电流,用数 学式表示为 中山少微自动化科技有限公司 3.1旋转磁场的产生 控制绕组 励磁绕组 UF1 UC1 UF2 UC2 当两相对称电流通入两相对称绕组时,在电机内就产生一个旋 转磁场。当电流变化一个周期时,旋转磁场在空间转了一圈。 中山少微自动化科技有限公司 3.2伺服电机旋转磁场的方向 励磁绕组 控制绕组 中山少微自动化科技有限公司 3.2伺服电机旋转磁场的方向 励磁绕组 控制绕组 中山少微自动化科技有限公司 3.3 伺服电机旋转磁场的速度 旋转磁场的转速决定于定子绕组极对数和电源的频率。图所 表示的是一台两极的电机,即极对数P=1。对两极电机而言, 电流每变化一个周期,磁场旋转一圈,因而当 电源频率f=400 Hs,即每秒变化400个周期时,磁场每秒应当 转400圈,故对两极电机,即P=1而言,旋转磁场转速为 n0= 24000 r/min f 60 f 旋转磁场转速为的一般表达式为 n0 ? p ( r / s ) ? p ( r / min) 中山少微自动化科技有限公司 4.伺服电机的机械特性及控制方式 4.1伺服电机的机械特性 中山少微自动化科技有限公司 4.2 零信号时的机械特性和无“自转”现象 对于伺服电动机,还有一条很重要的机械特性,这就是 零信号时的机械特性,所谓零信号,就是控制电压UC=0,这 时磁场是脉振磁场,它可以分解为幅值相等、转向相反的两个 圆形旋转磁场,其作用可以想象为有两对相同大小的磁铁N— S和N—S在空间以相反方向旋转。 中山少微自动化科技有限公司 4.2 零信号时的机械特性和无“自转”现象 中山少微自动化科技有限公司 4.2 零信号时的机械特性和无“自转”现象 当电阻已增大到使临界转差率>1的程度时,合成转矩曲线与横 轴相交仅有一点(S=1处),而且在电机运行范围内,合成转矩 均为负值,即为制动转矩。因而当控制电压UC取消变为单相运行 时,电机就立刻产生制动转矩,与负载阻转矩一起促使电机迅 速停转,这样就不会产生自转现象。 中山少微自动化科技有限公司 4.3伺服电机控制方式及特性 设电机的负载阻转矩为TL, 控制电压0.25UC时,电机在特性点 A运行,转速为na,这时电机产生 的转矩与负载阻转矩相平衡。当 控制电压升高到0.5UC时,电机产 生的转矩就随之增加C,由于电机 的转子及其负载存在着惯性,转 速不能瞬时改变,因此电机就要 瞬时地在特性点C运行,这时电机 产生的转矩大于负载阻转矩,电 机就加速,一直增加到nb,电机 就在B点运行。 中山少微自动化科技有限公司 C A B 伺服电动机的机械特性 结论:改变控制电压的大 小,就实现了转速的控制 5 交流伺服电机的应用 5.1 伺服电机编码器 5V 安装在电机后端,其转盘(光栅) 与电机同轴。 5V 编码器 部分 0V 0V 伺服电机控制精度取决于编码器精度。 编码器 中山少微自动化科技有限公司 5.2伺服电机驱动器 1、主要功能 (1)根据给定信号输出与 此成正比的控制电压UC; (2)接收编码器的速度和 位置信号; (3)I/O信号接口 中山少微自动化科技有限公司 5.2伺服电机驱动器 数码显示窗口 2、外部组成 参数设置键 计算机RS232口 I/O信号接口 电机电源输入 输出接线端子 编码器信号接口 中山少微自动化科技有限公司 5.2伺服电机驱动器 3、控制模式 (1)位置控制模式——最大输入脉冲 频率500KPPS(微分接收器)和 200KPPS(用于开路收集器) (2)速度控制模式—— 模拟速度指令 输入:0~±10V/额定转速 (3)力矩控制模式——模拟力矩指令 输入:0~±10V/最大力矩 中山少微自动化科技有限公司 5.2伺服电机驱动器 4、原理框图 L1 L2 L3 器功 率 放 大 +5V +/-12V 门激励电源 编码器电源 门激励 PWM 电路 A/D 操作人员接口 参数控制 位置 速度 速度检出 速度误差 位置/速度 放大器 转矩 EEPROM 保护电路 M RE r t P B1 B2 8888888 序列控制器 LED面板 报警信号 误差检出 脉冲指令 速度指令 转矩指令 16位 脉冲输出 A/D 位置误差计数器 外 内 内速度指令 放大器 电流控制 转矩限位 处理编码器信号 中山少微自动化科技有限公司 5.3交流伺服电机系统应用 5.3.1交流伺服电机系统结构 连接AC220V I/O板 交流伺服电机驱动器 图 2-2 交流伺服电机系统接线示意图 中山少微自动化科技有限公司 5.3交流伺服电机系统应用 5.3.1交流伺服电机系统结构 PC机 速度信号 DAC 0/1 数据信号 I/O 电 路 P9-0/2 驱 Pulse 0/1 动 使能信号 DO 21/22 控制 电压 轴号 0/1 电机 运动控制器 器 CN SIG 编码器 反馈信号 中山少微自动化科技有限公司 5.3.2交流伺服电机系统使用 1 、设置参数 方法一 联接计算机使用 软件设置 方法二 直接在驱动器 面板按钮设置 中山少微自动化科技有限公司 1 、设置参数 方法一、使用计算机设置参数 1、启动软件 2、修改参数NO.19=000E (允许参数改写) 3、修改参数O.41=0001 (内部使能) 4、正反转试运行 中山少微自动化科技有限公司 2 、使用计算机调试伺服电机系统 1、启动软件 2、进入TEST功能,使用JOG 模式调试系统 3、正反转试运行 中山少微自动化科技有限公司 3、使用驱动器操作面板手动 调试伺服电机系统 1、启动软件将参数 NO.41=0000,改为外部使能, 然后关闭软件 2、接通电源—显示窗口显示 数字为设备连接正确。 3、按MODE键,显示rd-of 4、按UP键多次直至显示TEST1 5、按住SET直至显示窗显示D-01并闪烁 6、混凝土泵车怎么收费按UP正转,按DOWN反转 中山少微自动化科技有限公司 3、使用驱动器操作面板手动 设置参数的方法 如:设置参数NO19 1、接通电源—显示窗口显示 数字为设备连接正确。 2、按MODE键多次,直至显示数P 00 3、按DOWN或UP键多次,直至显示P 19 4、按SET键,显示窗显示0000 5、按SET键,显示窗0000闪烁 6、按DOWN或UP键多次,直至显示000E 7、按SET键,再次通电。设置生效。自行式起重机 中山少微自动化科技有限公司 6.伺服电机的选择 1.6.1 功率的选择 功率选得过大不经济,功率选得过小电动机容易 因过载而损坏。自行式起重机 1. 对于连续运行的伺服电动机,所选功率应等于或 略大于生产机械的功率。 2. 对于短时工作的伺服电动机,允许在运行中有短 暂的过载,故所选功率可等于或略小于生产机械 的功率。 中山少微自动化科技有限公司 6.1 种类和型式的选择 1. 种类的选择 一般自动控制应用场合应尽可能选用交流伺服电机。调速 和控制精度很高的场合选用直流伺服电机或其他专用的控制电 机,如直线. 结构型式的选择 根据工作方式和工作环境的条件选择不同的结构型式, 如频繁启停选用空心杯转子结构的伺服电机;如速度要求较平 衡的场合选用大惯量伺服电机 中山少微自动化科技有限公司 6.2 主要性能指标的选择 1.空载始动电压UCO 在额定励磁电压和空载的情况下,混凝土泵车怎么收费使转子在任 意位置开始连续转动所需的最小控制电压定义为空载 始动电压。 用通过以额定控制电压的百分比来表示。 UCO 越 小,表示伺服电动机的灵敏度越高。一般UCO要求不大 于额定控制电压的3%~4%,使用于精密仪器仪表 中的两相伺服电动机,有时要求不大于额定控制电压 的1%。混凝土泵车怎么收费 中山少微自动化科技有限公司 6.2主要性能指标的选择 2.机械特性非线性度Km 在额定励磁电压下,任意 控制电压时的实际机械待性与 线性机械特性在转矩T=Td/2 时的转速偏差△n与空载转速 n0(对称状态时)之比的百分数, 定义为机械待性非线性度。 ?n km ? 100% 一般要求Km≤10% ~ 20% n0 中山少微自动化科技有限公司 6.2主要性能指标的选择 3.调节特性非线性度Kv 在额定励隘电压和空载情 况下,当控制电压0.7时, 实际调节特性与线性调节特 性的转速偏差△n与控制电压 =1时的空载转速n0之比的百 分数定义为调节特性非线性 ?n 度,即: kv ? 100% 一般要求 Kv≤20% ~ 25% n 0 中山少微自动化科技有限公司 6.2主要性能指标的选择 4.堵转特性非线性度kd 在额定励磁电压下,实际 堵转特性与线性堵转持性的最 大转矩偏差(△Tdn)max与控制 电压=1时的堵转转矩Tdo之比 值的百分数,定义为堵转待性 非线性,即 ( ?Tdn ) max kd ? ? 100% Td 0 一般要求 Kd≤±5% 以上这几种持性的非线性度越小,特性曲线越接近 直线,系统的动态误差就越小,工作就越准确。 中山少微自动化科技有限公司 6.3 主要技术指标的选择 1.电压 技术数据表中励磁电压和控制电压指的都是额定 值。励磁电压允许变动范围为土5%左右。电压太高, 电机会发热;电压太低和输出功率会明显下降,加速 时间增长等。伺服电动机使用时,应注意到励磁绕组 两端电压会高于电源电压,而且随转速升高而增大, 其值如果超过额定值太多,会使电机过热。 控制绕组的额定电压有时也称最大控制电压,在 幅值控制条件下加上这个电压就能得到圆形旋转磁场 中山少微自动化科技有限公司 6.3 主要技术指标的选择 2.频率 目前控制电机常用的频率分低频和中频两大类, 低频为50 HZ(或60HZ),中频为400HZ(或500HZ)。因 为频率越高,涡流损耗越大,所以中频电机的铁心用 较薄的(0.2mm以下)硅钢片叠成,以减少涡流损耗;低 频电机则用0.35~0.5mm的硅钢片。 低频电机不应该用中频电源,中频电机也不应该 用低频电源,否则电机性能会变差。 在不得已时,低频电源之间或者中频电源之间可以互相代 替使用,但要随频率正比地改变电压,而保持电流仍为额定值, 这样,电机发热可以基本上不变。例如一台500 Hz、110V的电 机,如果用在400 Hz时,那末加到电机上的电压就应改成 110×400/500=88V。 中山少微自动化科技有限公司 6.3 主要技术指标的选择 3.堵转转矩,堵转电流 定子两相绕组加上额定电压,转速等于0时的输 出转矩,称为堵转转矩。这时流经励磁绕组和控制绕 组的电流分别称堵转励磁电流和堵转控制电流。 堵转电流通常是电流的最大值,可作为设计电源和放 大器的依据。 中山少微自动化科技有限公司 6.3 主要技术指标的选择 4.空载转速 定干两相绕组加上额定电压,电机不带任何负载 时的转速称为空载转速n0。空载转速与电机的极数有 关。由于电机本身阻转矩的影响,空载转速略低于同 步速。 中山少微自动化科技有限公司 6.3 主要技术指标的选择 5.额定输出功率 最大功率 当电机处于对称状态时,自行式起重机输出 T 功率P2随转速n变化的情况如图78 所示。当转速接近空载转速n0的 一半时,输出功率最大。通常就 把这点规定为交流伺服电动机的 0 额定状态。对应这个状态下的转 矩和转速称为额定转矩Tn。和额 T nn n0 n 定转速nn。 额定转矩TN 额定转矩TN 中山少微自动化科技有限公司 中山少微自动化科技有限公司

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