Principios y precauciones para la selección de servomotores

1. El posicionamiento del servo se basa principalmente en pulsos. Básicamente se puede entender que cuando el servomotor recibe un pulso, girará en el ángulo correspondiente al pulso, logrando así el desplazamiento. Debido a que el servomotor en sí tiene la función de enviar pulsos, enviará una cantidad correspondiente de pulsos cada vez que gira en un ángulo, haciendo eco de los pulsos recibidos por el servomotor, o lo que se llama circuito cerrado. El sistema sabrá cuántos pulsos se envían al servomotor y cuántos pulsos se reciben. Esto puede controlar la rotación del motor con mucha precisión, logrando así un posicionamiento preciso, que puede alcanzar 0,005438+0 mm. Los servomotores de CC se dividen en motores con escobillas y motores sin escobillas. Los motores de escobillas tienen una estructura simple y de bajo costo, un gran par de arranque, un amplio rango de velocidades, un control fácil y requieren mantenimiento, pero son fáciles de mantener (reemplazando las escobillas de carbón), generan interferencias electromagnéticas y tienen altos requisitos ambientales. Por lo tanto, se puede utilizar en aplicaciones industriales y civiles generales sensibles a los costos. Los motores sin escobillas tienen las ventajas de tamaño pequeño, peso ligero, gran potencia, respuesta rápida, alta velocidad, pequeña inercia, rotación suave y par estable. El control es una inteligencia compleja y fácil de realizar. Su método de conmutación electrónica es flexible y puede ser conmutación de onda cuadrada o conmutación de onda sinusoidal. El motor no requiere mantenimiento, tiene alta eficiencia, baja temperatura de funcionamiento, pequeña radiación electromagnética, larga vida útil y puede usarse en diversos entornos. 2. Los servomotores de CA también son motores sin escobillas y se dividen en motores síncronos y motores asíncronos. En la actualidad, el control de movimiento utiliza generalmente motores síncronos, que tienen un amplio rango de potencia y pueden alcanzar una gran potencia. La inercia es grande, la velocidad máxima es baja y disminuye rápidamente a medida que aumenta la potencia. Por lo tanto, es adecuado para un funcionamiento estable y a baja velocidad. 3. El rotor dentro del servomotor es un imán permanente. La electricidad trifásica U/V/W controlada por el conductor forma un campo electromagnético y el rotor gira bajo la acción de este campo magnético. Al mismo tiempo, el codificador del motor devuelve la señal al controlador, y el controlador compara el valor de retroalimentación con el valor objetivo para ajustar el ángulo de rotación del rotor. La precisión del servomotor depende de la precisión (número de líneas) del codificador. ¿Qué es un servomotor? ¿Cuantos tipos hay? ¿Cuáles son las características del trabajo? Respuesta: El servomotor, también conocido como motor de ejecución, se utiliza como actuador en el sistema de control automático para convertir la señal eléctrica recibida en desplazamiento angular o velocidad angular y enviarla al eje del motor. Se divide en dos categorías principales: servomotor de CC y servomotor de CA. Su característica principal es que cuando el voltaje de la señal es cero, no hay fenómeno de rotación y la velocidad de rotación disminuye a velocidad constante a medida que aumenta el par. ¿Cuáles son las diferencias funcionales entre los servomotores de CA y los servomotores de CC sin escobillas? Respuesta: El servo de CA es mejor porque utiliza control de onda sinusoidal y tiene una pequeña ondulación del par. El servo de CC es una onda trapezoidal. Pero los servos de CC son más simples y económicos. Servomotor de CA de imán permanente Desde la década de 1980, con el desarrollo de los circuitos integrados, la tecnología de electrónica de potencia y la tecnología de accionamiento de velocidad variable de CA, la tecnología de servomotor de CA de imán permanente ha logrado avances sobresalientes. Famosos fabricantes eléctricos de varios países han lanzado sucesivamente sus propios servomotores de CA. Los productos de la serie de servomotores y servocontroladores se mejoran y actualizan continuamente. Los servosistemas de CA se han convertido en la principal dirección de desarrollo de los servosistemas contemporáneos de alto rendimiento, lo que pone al servo de CC original en peligro de ser eliminado. Después de la década de 1990, todos los servosistemas de CA comerciales en el mundo utilizan servomotores de onda sinusoidal controlados totalmente digitalmente. El desarrollo de los servoaccionamientos de CA en el campo de la transmisión cambia cada día que pasa. En comparación con los servomotores de CC, los servomotores de CA de imán permanente tienen las siguientes ventajas principales: (1) No tienen escobillas ni conmutadores, por lo que funcionan de manera confiable y tienen bajos requisitos de mantenimiento. ⑵El devanado del estator es fácil de disipar el calor. ⑶La inercia es pequeña y es fácil mejorar la velocidad del sistema. (4) Adaptarse a condiciones de trabajo de alta velocidad y alto par. 5] Tamaño más pequeño y peso más ligero bajo la misma potencia. Desde que la división Indramat de la empresa alemana Mannesmann Rexroth lanzó oficialmente el servomotor y sistema de accionamiento de CA de imán permanente MAC en la Feria de Hannover en 1978, esto significa que esta nueva generación de servotecnología de CA ha entrado en la etapa práctica. A mediados y finales de la década de 1980, todas las empresas tenían líneas de productos completas. Todo el mercado de servos se ha movido hacia los sistemas de CA. Los primeros sistemas de simulación tenían deficiencias en cuanto a deriva cero, antiinterferencia, confiabilidad, precisión y flexibilidad, y no podían cumplir completamente con los requisitos del control de movimiento. En los últimos años, con la aplicación de microprocesadores y nuevos procesadores de señales digitales (DSP), han surgido sistemas de control digital. La parte de control puede realizarse completamente mediante software, denominado "solo" o "solo" o "solo". Hasta ahora, la mayoría de los servosistemas eléctricos de alto rendimiento utilizan servomotores de CA síncronos de imanes permanentes, y la mayoría de los variadores de control utilizan servosistemas de posición totalmente digitales con un posicionamiento rápido y preciso.

Los fabricantes típicos son Siemens, Kollmorgen, Panasonic y Yaskawa. Pequeños servomotores y variadores de CA lanzados por Yaskawa Electric Company de Japón, de los cuales la serie D es adecuada para máquinas herramienta CNC (velocidad máxima 1000 r/min, par 0,25 ~ 2,8 n.m) y la serie R es adecuada para robots (velocidad máxima 3000r/min, par 0,016 ~ 0,16n). Luego se introducen las seis series de M, F, S, H, C y G. En la década de 1990, se lanzaron las nuevas series D y R. Desde la antigua serie de unidades de onda rectangular y control de microcontrolador 8051 hasta unidades de onda sinusoidal, 80C, 154CPU y control de chip de matriz de compuertas, la ondulación del par se reduce del 24% al 7% y se mejora la confiabilidad. De esta manera, solo tomó unos pocos años formar ocho series (rango de potencia 0,05 ~ 6 kW) de sistemas relativamente completos, que satisfacen las necesidades de maquinaria de trabajo, mecanismos de manipulación, robots de soldadura, robots de ensamblaje, piezas electrónicas, maquinaria de procesamiento, prensas de impresión, etc. Máquina bobinadora de alta velocidad, máquina bobinadora y otras necesidades diferentes. Fanuc, una empresa japonesa famosa por producir dispositivos CNC para máquinas herramienta, también lanzó servomotores de CA de imán permanente de la serie S (13 especificaciones) y la serie L (5 especificaciones) a mediados de la década de 1980. La serie l tiene un momento de inercia pequeño y una constante de tiempo mecánica pequeña, y es adecuada para servosistemas de posición que requieren una respuesta particularmente rápida. Otros fabricantes japoneses, como Mitsubishi Electric (series HC-KFS, HC-MFS, HC-SFS, HC-RFS y HC-UFS), Toshiba Seiki (serie SM), Ogawa Nana Iron Works (serie BL), Sanyo Electric ( Muchos fabricantes, como la serie BL) y Lishi Motor (serie S), también han ingresado al mercado de servos de CA de imán permanente. Los servomotores de CA de la serie MAC de la división Rexroth Indramat tienen 7 números de bastidor y 92 especificaciones. Los servomotores de CA de imán permanente trifásicos de la serie IFT5 producidos por Siemens de Alemania se dividen en dos categorías: tipo estándar y tipo corto, con 8 números de bastidor y 98 especificaciones. Se dice que el peso de esta serie de servomotores de CA es solo la mitad del de los servomotores de CC de la serie IHU con el mismo par de salida. El controlador de modulación de ancho de pulso de transistor correspondiente de la serie 6SC61 puede controlar motores de hasta seis ejes. La empresa alemana Bosch produce imanes permanentes de ferrita de la serie SD (17 especificaciones) e imanes permanentes de tierras raras de la serie SE (8 especificaciones), servomotores de CA y controladores de accionamiento Servodyn de la serie SM. Gettys, un conocido fabricante estadounidense de servodispositivos, una vez produjo los servomotores de CA de la serie M600 y los servovariadores de la serie A600 como el departamento de control de movimiento de Gould Electronics. Más tarde, se fusionó con AEG, se restauró el nombre Gettys y se lanzó el servosistema de CA totalmente digital A700. El departamento de accionamiento de la empresa A-B (ALLEN-BRADLEY) en los Estados Unidos produce servomotores de CA de imán permanente de ferrita 1326 y servocontroladores de CA PWM 1391. El motor incluye 3 tamaños de bastidor ***30 especificaciones. I.D. (Industrial Drives) es la división de accionamientos industriales de la famosa empresa estadounidense Kollmorgen. Ha producido sucesivamente tres series de servomotores sin escobillas: * * * 410, BR-310 y BR-510, y servocontroladores BDS3 con especificaciones completas. Desde 1989, hemos lanzado una nueva serie de servomotores de CA de imán permanente dopados con alambre de oro, que incluye tres categorías: B (pequeña inercia), M (inercia media) y EB (a prueba de explosiones), con cinco números de base: 10. , 20, 40, 60, 80. Las unidades admitidas incluyen BDS4 (tipo analógico), BDS5 (tipo digital, incluido control de posición) y Smart Drive (tipo digital). La corriente continua máxima es 55 A. La serie Gold Wire representa el último nivel de tecnología servo AC de imán permanente contemporánea. El interior de Irlanda era originalmente una sucursal extranjera de Kollmorgen y ahora está fusionada con AEG, famosa por su producción de servomotores de CC, motores de torsión de CC y servoamplificadores. Produce servomotores de CA de imán permanente SmCo de especificación BHT1100, 2200, 3300 * * 17 y ocho controladores. El grupo francés Alstom produce servomotores de CA de la serie LC (tipo largo) y de la serie GC (tipo corto) con especificaciones ***14 en su fábrica de Parvex en París. También produce variadores de velocidad de la serie AXODYN. La antigua Unión Soviética desarrolló dos series de servomotores de CA para máquinas herramienta CNC y servocontrol de robots.

Entre ellos, la serie дby utiliza imanes permanentes de ferrita y tiene dos tamaños de marco. Cada tamaño de marco tiene tres longitudes de núcleo y dos datos de devanado. Tiene 12 especificaciones y un rango de par continuo de 7 ~ 35 Nm. La serie дд2дBy utiliza tierras raras permanentes. imanes, con 6 marcos y 17 especificaciones. El rango de torsión es de 0,1 ~ 170 N.m. El controlador de soporte es de 3дб. En los últimos años, Panasonic Corporation de Japón ha lanzado la serie MINAS de servosistemas de comunicación de fuente completa. Entre ellos, el servomotor de CA de imán permanente es la serie MSMA, con pequeña inercia, potencia que oscila entre 0,03 y 5 kW y especificaciones de ***18. Hay tres series de motores de inercia media, a saber, MDMA, MGMA y MFMA, con potencias que oscilan entre 0,75 y 0,5 ~ 5 kW, * * 23 especificaciones. Los motores de gran inercia de la serie MHMA tienen un rango de potencia de 0,5 a 5 kW y están disponibles en 7 especificaciones. El servomotor de CA de imán permanente totalmente digital y su sistema de accionamiento desarrollado por la empresa Samsung de Corea del Sur en los últimos años. Entre ellos, las series de servomotores AC de FAGA incluyen CSM, CSMG, CSMZ, CSMD, CSMF, CSMS, CSMH, CSMN, CSMX, con potencias que oscilan entre 15W y 5KW. En la actualidad, el índice integral (Powerrate) se utiliza comúnmente como factor de calidad de los servomotores para medir y comparar el rendimiento de respuesta dinámica de varios servomotores de CA, CC y motores paso a paso. La tasa de cambio de potencia representa la relación entre el par continuo (nominal) del motor y el momento de inercia del rotor. Según el cálculo y análisis de la tasa de cambio de potencia, se puede ver que los indicadores técnicos del servomotor de CA de imán permanente son la serie Goldline de Estados Unidos I.D., seguida de la serie IFT5 de Siemens de Alemania. El principio del servomotor 1. La estructura del estator del servomotor de CA es básicamente similar a la estructura del estator del motor asíncrono monofásico capacitivo de fase dividida. Hay dos devanados en el estator, uno es el devanado de excitación Rf, que siempre está conectado al voltaje de CA Uf y el otro es el devanado de control L, que está conectado al voltaje de señal de control Uc; Por lo tanto, los servomotores de CA también se denominan servomotores duales. El rotor de un servomotor de CA generalmente adopta un tipo de jaula de ardilla. Sin embargo, para que el servomotor tenga un rango de velocidad más amplio, características mecánicas lineales, ningún fenómeno de "rotación" y un rendimiento de respuesta rápido, en comparación con los motores comunes. Debería tener una mayor resistencia del rotor y una rotación más rápida. Dos características: pequeña inercia. Actualmente existen dos estructuras de rotor ampliamente utilizadas: una es un rotor de jaula de ardilla, que utiliza conductores de alta resistividad hechos de materiales conductores de alta resistividad para hacer que el rotor sea delgado y reducir el momento de inercia del rotor. La otra es el rotor de copa hueca; Hecho de aleación de aluminio tiene una pared de copa muy delgada, solo 0,2-0,3 mm. Para reducir la resistencia magnética del circuito magnético, se debe colocar un estator interno fijo dentro del rotor de copa hueca. Los rotores sin núcleo se utilizan ampliamente debido a su pequeño momento de inercia, respuesta rápida y funcionamiento suave. Cuando el servomotor de CA no tiene voltaje de control, solo existe el campo magnético pulsante generado por el devanado de excitación en el estator y el rotor está estacionario. Cuando hay un voltaje de control, se genera un campo magnético giratorio en el estator y el rotor gira en la dirección del campo magnético giratorio. Cuando la carga permanece sin cambios, la velocidad del motor cambia con el voltaje de control. Cuando la fase del voltaje de control es opuesta, el servomotor se invertirá. Aunque el principio de funcionamiento del servomotor de CA es similar al del motor asíncrono monofásico de fase dividida, la resistencia del rotor del primero es mucho mayor que la del segundo. Por lo tanto, en comparación con los motores asíncronos de una sola máquina, los servomotores tienen tres características importantes: 1. Gran par de arranque. Su curva característica de par se muestra en la curva 1 de la Figura 3, que es obviamente diferente de los motores asíncronos ordinarios 2. Se puede lograr una relación de deslizamiento crítica S0 > 1, lo que no sólo hace que las características de par (características mecánicas) sean más lineales, sino que también tiene un mayor par de arranque. Por lo tanto, cuando el estator tiene voltaje de control, el rotor gira inmediatamente, lo que tiene las características de arranque rápido y alta sensibilidad. 2. Amplio rango de operación 3. No hay rotación del servomotor en operación normal Mientras se pierda el voltaje de control, el motor dejará de funcionar inmediatamente. Cuando el servomotor pierde voltaje de control, está en funcionamiento monofásico. Debido a la gran resistencia del rotor, la potencia de salida del servomotor de CA es generalmente las curvas 0,1-S1 y T2-S2, así como las características de par combinadas (curva T-S) generadas por la interacción de los dos campos magnéticos giratorios en el estator. y rotor. Cuando la frecuencia de alimentación es de 50 Hz, los voltajes son 36 V, 110 V, 220 y 380 V; cuando la frecuencia de alimentación es de 400 Hz, los voltajes son 20 V, 26 V, 36 V, 115 V, etc. El servomotor de CA funciona suavemente y tiene poco ruido. Sin embargo, las características de control no son lineales y, debido a la gran resistencia del rotor, las grandes pérdidas y la baja eficiencia, en comparación con los servomotores de CC de la misma capacidad, son más grandes y pesados, y solo son adecuados para sistemas de control de potencia pequeños de 0,5 -100W