絕大多數人都認為步進(jìn)電機沒(méi)有必要閉環(huán)控制,開(kāi)環(huán)就好了,你不要超過(guò)它的允許范圍內使用就可以了。但目前的技術(shù)發(fā)展卻可以在以前的應用基礎上使得步進(jìn)電機的性能更上一層樓,試想想,花少量的資金讓你的步進(jìn)系統達到伺服系統的高速高性能,對于人力成本高企的今天你覺(jué)得值不值?在智創(chuàng ),閉環(huán)步進(jìn)也叫步進(jìn)伺服。
閉環(huán)步進(jìn)電機在目前越來(lái)越火的原因大致有以下幾點(diǎn):
01、伺服性能,步進(jìn)價(jià)格,性?xún)r(jià)比高這是硬道
為了節省成本,在自動(dòng)控制領(lǐng)域內,步進(jìn)系統還是占大多數,但步進(jìn)系統存在一上高速就容易丟步的問(wèn)題。另外步進(jìn)驅動(dòng)器雖然可以細分并產(chǎn)生微步,但大家應該清楚微步主要是讓電流更平滑,電機振動(dòng)性更好,微步雖然可以提高步進(jìn)電機的準確性,但微步卻不可靠。正因為如此,限制了步進(jìn)系統進(jìn)入高精度要求和高風(fēng)險要求的機器。
但如果用智創(chuàng )步進(jìn)伺服驅動(dòng)器,則步進(jìn)系統精度不比伺服的差了,甚至同樣的扭力輸出,步進(jìn)系統速度也可以和伺服系統相媲美(熟知步進(jìn)電機扭力輸出和伺服電機輸出差異的系統工程師會(huì )對這點(diǎn)感同身受,同功率步進(jìn)電機恒扭矩輸出要遠遠大于伺服電機)。如果配合市面上的普通光柵尺使用, 定位精度可以超過(guò)伺服系統,因為伺服只是半閉環(huán)控制,而步進(jìn)電機配合閉環(huán)驅動(dòng)器還有光柵尺是全閉環(huán)控制,免除了機械系統的誤差,所以定位精度可以超過(guò)伺服系統,而成本卻要比伺服系統低得多。
02、開(kāi)環(huán)控制的步進(jìn)系統不能保證優(yōu)良的準確性,而且無(wú)法知道是否丟步,真正的閉環(huán)系統則沒(méi)有這些問(wèn)題
在工作負載變化大或不確定性的工作條件下,如數控銑床,雕銑機的切削力的變化是不可控的,比如在鋼上分層銑削一深槽,到多層后每次銑刀,靠近到槽的邊壁時(shí)切削力就會(huì )急劇增大。為了應付這種可能性并且保證精度,現在通用的辦法就是降低加工速度,以保證整個(gè)加工過(guò)程中的平穩性。但實(shí)際上絕大部分工作時(shí)間機器都不是在大阻力狀態(tài)下,因此嚴重的降低了系統使用的效率。
使用智創(chuàng )步進(jìn)伺服驅動(dòng)器, 便可以在這種情況下大幅提高機器的效率,不必為個(gè)別的阻力點(diǎn)的安全而降低整個(gè)過(guò)程和速度和效率。驅動(dòng)器內部的PID算法自動(dòng)適應扭力輸出要求,大多數時(shí)候小電流低輸出,一旦遇到較大阻力,驅動(dòng)器能夠立即調整電流輸出,根據實(shí)際需求瞬間完成電流調整,保證整個(gè)電機運行的速度,直至系統達到報警閥值報警,而不是像傳統的開(kāi)環(huán)步進(jìn)在這種情況下丟步甚至堵轉停機。
03、開(kāi)環(huán)控制的步進(jìn)系統加減速存在問(wèn)題,閉環(huán)能夠上乘解決
開(kāi)環(huán)控制步進(jìn)電機時(shí),步進(jìn)電機的起停速度都無(wú)法達到高速,頻率一旦稍高,就會(huì )出現電機無(wú)法啟動(dòng)的問(wèn)題,這也是許多機電設備,例如目前工業(yè)縫紉機的生產(chǎn)效率無(wú)法再提升的原因。
但智創(chuàng )步進(jìn)伺服采取是伺服式的控制算法,這就從控制端解決了步進(jìn)電機無(wú)法高速啟停這種問(wèn)題,能夠實(shí)現50毫秒內加速到2000轉這一指標,顛覆了業(yè)界對步進(jìn)電機的認識。
04、開(kāi)環(huán)控制步進(jìn)電機溫升高,許多場(chǎng)合存在安全隱患,但智創(chuàng )步進(jìn)伺服能有效解決這問(wèn)題
步進(jìn)電機開(kāi)環(huán)控制方式,要么采用全流,要么采取半流,但一旦在程序中設定后在相當長(cháng)的運行中都是恒定的電流輸出,這就決定了步進(jìn)電機的溫升會(huì )比較高,在一些場(chǎng)合甚至有電機外殼溫度達到100度這種極端情況,高溫下電機不但會(huì )出現消磁現象,而且存在很大的生產(chǎn)安全隱患。
智創(chuàng )步進(jìn)伺服采取伺服控制方法,根據工況實(shí)時(shí)調節電流輸出,真正的做到了按需輸出這一要求,這就保證了電流輸出是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的,這種動(dòng)態(tài)調節決定了在電機工作時(shí)浪費的電能較少,更為重要的是在很多場(chǎng)合保證了電機的溫升要比開(kāi)環(huán)控制方式低30攝氏度以上。
05、低壓小體積,國外醫療設備普遍應用閉環(huán)步進(jìn)
不少進(jìn)口機電設備尤其是醫療機器上,許多步進(jìn)電機后面帶有編碼器,以保證設備的精度和安全性。日本東方電機是全球有名的步進(jìn)系統制造商,他們這幾年的著(zhù)重推薦的他家的一款步進(jìn)系統的產(chǎn)品,號稱(chēng)不會(huì )失步的步進(jìn)電機,一套電機加驅動(dòng)器要2~3千RMB。由此可見(jiàn)閉環(huán)的步進(jìn)系統將是發(fā)展的一種方向,不是每個(gè)有精度要求和安全要求的機器都一定要用伺服電機。
同體積的步進(jìn)電機和伺服電機相比較,有以下幾個(gè)特點(diǎn):
步進(jìn)電機恒定輸出扭矩比伺服大,但伺服電機過(guò)載能力比步進(jìn)強;
目前大多數機電設備采用步進(jìn)電機作為執行控制,作為系統而言,設備改造復雜性步進(jìn)要低于伺服;
步進(jìn)的成本要遠遠低于伺服;
步進(jìn)的調試安裝比伺服要簡(jiǎn)單方便,維護成本大大低于伺服產(chǎn)品。
由以上幾點(diǎn)可以看出步進(jìn)電機的閉環(huán)控制是有自己存在的合理性和價(jià)值, 針對一些有高要求但又不至于上伺服的機器,它的作用是填補開(kāi)環(huán)的步進(jìn)電機和高性能的伺服電機的中間階段的空白。
1、在拆卸前,要用壓縮空氣吹凈電機表面灰塵,并將表面污垢擦拭干凈。
2、選擇電機解體的工作地點(diǎn),清理現場(chǎng)環(huán)境。
3、熟悉電機結構特點(diǎn)和檢修技術(shù)要求。
4、準備好解體所需工具(包括專(zhuān)用工具)和設備。
5、為了進(jìn)一步了解直流無(wú)刷電機運行中的缺陷,有條件時(shí)可在拆卸前做一次檢查試驗。為此,將電機帶上負載試轉,詳細檢查電機各部分溫度、聲音、振動(dòng)等情況,并測試電壓、電流、轉速等,然后再斷開(kāi)負載,單獨做一次空載檢查試驗,測出空載電流和空載損耗,做好記錄。
6、切斷電源 ,拆除電機外部接線(xiàn),做好記錄。
7、選用合適電壓的兆歐表測試電機絕緣電阻 。為了跟上次檢修時(shí)所測的絕緣電阻值相比較以判斷電機絕緣變化趨勢和絕緣狀態(tài),應將不同溫度下測出的絕緣電阻值換算到同一溫度,一般換算至75℃。
8、測試吸收比K。當吸收比大于1.33時(shí),表明電機絕緣不曾受潮或受潮程度不嚴重。為了跟以前數據進(jìn)行比較,同樣要將任意溫度下測得的吸收比換算到同一溫度。<發(fā)于2016-11-14>
直流無(wú)刷電機8個(gè)使用常識,內容如下:
1、在拆卸前,要用壓縮空氣吹凈電機表面灰塵,并將表面污垢擦拭干凈。
2、選擇電機解體的工作地點(diǎn),清理現場(chǎng)環(huán)境。
3、熟悉電機結構特點(diǎn)和檢修技術(shù)要求。
4、準備好解體所需工具(包括專(zhuān)用工具)和設備。
5、為了進(jìn)一步了解直流無(wú)刷電機運行中的缺陷,有條件時(shí)可在拆卸前做一次檢查試驗。為此,將電機帶上負載試轉,詳細檢查電機各部分溫度、聲音、振動(dòng)等情況,并測試電壓、電流、轉速等,然后再斷開(kāi)負載,單獨做一次空載檢查試驗,測出空載電流和空載損耗,做好記錄。
6、切斷電源 ,拆除電機外部接線(xiàn),做好記錄。
7、選用合適電壓的兆歐表測試電機絕緣電阻 。為了跟上次檢修時(shí)所測的絕緣電阻值相比較以判斷電機絕緣變化趨勢和絕緣狀態(tài),應將不同溫度下測出的絕緣電阻值換算到同一溫度,一般換算至75℃。
8、測試吸收比K。當吸收比大于1.33時(shí),表明電機絕緣不曾受潮或受潮程度不嚴重。為了跟以前數據進(jìn)行比較,同樣要將任意溫度下測得的吸收比換算到同一溫度。 <發(fā)于2015-01-22>
轉軸通過(guò)軸承支撐轉動(dòng),是負載最重的部分,又是容易磨損的部件。
(1)故障檢查
運行中檢查:滾動(dòng)軸承少油時(shí),會(huì )發(fā)出不正常聲音,稍有規律的“卡、卡”聲,可能是滾珠斷裂。如果軸承中存在了沙子等雜物,就會(huì )出現雜音。
拆卸后檢查:檢查軸承是否有磨損的痕跡,然后用手捏住軸承內圈,并使軸承擺平,另一只手用力推轉外鋼圈,如果軸承良好,外鋼圈應轉動(dòng)平穩,轉動(dòng)中無(wú)振動(dòng)和明顯的卡滯現象,如在軸承停轉后沒(méi)有倒轉的現象,表明軸承已經(jīng)報廢了,需要及時(shí)的更換。左手卡住外圈,右手捏住內鋼圈,然后軸向推動(dòng)軸承,有松動(dòng)或竄動(dòng)現象,就是磨損嚴重。
(2)故障修理
軸承表面的銹斑用砂布進(jìn)行砂磨,然后用汽油清洗:或軸承出現裂痕或者出現過(guò)度的磨損的時(shí)候,要及時(shí)更換。更換新軸承時(shí),要確保新的軸承型號符合要求。 <發(fā)于2014-11-21>
一、一般電機分類(lèi)詳述
1.同步電動(dòng)機
還可分為永磁同步電動(dòng)機、磁阻同步電動(dòng)機和磁滯同步電動(dòng)機?! ?/p>
2.異步電動(dòng)機
可分為感應電動(dòng)機和交流換向器電動(dòng)機?! ?/p>
3.感應電動(dòng)機
又分為三相異步電動(dòng)機、單相異步電動(dòng)機和罩極異步電動(dòng)機等?! ?/p>
4.交流換向器電動(dòng)機
又分為單相串勵電動(dòng)機、交直流兩用電動(dòng)機和推斥電動(dòng)機?! ?/p>
5.直流電動(dòng)機
按結構及工作原理可分為無(wú)刷直流電動(dòng)機和有刷直流電動(dòng)機。
6.有刷直流電動(dòng)機
可分為永磁直流電動(dòng)機和電磁直流電動(dòng)機。電磁直流電動(dòng)機又分為串勵直流電動(dòng)機、并勵直流電動(dòng)機、他勵直流電動(dòng)機和復勵直流電動(dòng)機。永磁直流電動(dòng)機又分為稀土永磁直流電動(dòng)機、鐵氧體永磁直流電動(dòng)機和鋁鎳鈷永磁直流電動(dòng)機。
二、按起動(dòng)與運行方式分類(lèi)
根據電動(dòng)機按起動(dòng)與運行方式不同,可分為電容起動(dòng)式單相異步電動(dòng)機、電容運轉式單相異步電動(dòng)機、電容起動(dòng)運轉式單相異步電動(dòng)機和分相式單相異步電動(dòng)機。
1.按用途分類(lèi) 可分為驅動(dòng)用電動(dòng)機和控制用電動(dòng)機
驅動(dòng)用電動(dòng)機又分為電動(dòng)工具(包括鉆孔、拋光、磨光、開(kāi)槽、切割、擴孔等工具)用電動(dòng)機、家電(包括洗衣機、電風(fēng)扇、電冰箱、空調器、錄音機、錄像機、影碟機、吸塵器、照相機、電吹風(fēng)、電動(dòng)剃須刀等)用電動(dòng)機及其它通用小型機械設備(包括各種小型機床、小型機械、醫療器械、電子儀器等)用電動(dòng)機。
三、控制用電動(dòng)機
又分為步進(jìn)電動(dòng)機和伺服電動(dòng)機等。
1.按轉子的結構分類(lèi)
根據電動(dòng)機按轉子的結構不同,可分為籠型感應電動(dòng)機(舊標準稱(chēng)為鼠籠型異步電動(dòng)機)和繞線(xiàn)轉子感應電動(dòng)機(舊標準稱(chēng)為繞線(xiàn)型異步電動(dòng)機)。
2.按運轉速度分類(lèi)
根據電動(dòng)機按運轉速度不同,可分為高速電動(dòng)機、低速電動(dòng)機、恒速電動(dòng)機、調速電動(dòng)機。
低速電動(dòng)機又分為齒輪減速電動(dòng)機、電磁減速電動(dòng)機、力矩電動(dòng)機和爪極同步電動(dòng)機等。
調速電動(dòng)機除可分為有級恒速電動(dòng)機、無(wú)級恒速電動(dòng)機、有級變速電動(dòng)機和無(wú)級變速電動(dòng)機外,還可分為電磁調速電動(dòng)機、直流調速電動(dòng)機、PWM變頻調速電動(dòng)機和開(kāi)關(guān)磁阻調速電動(dòng)機。
異步電動(dòng)機的轉子轉速總是略低于旋轉磁場(chǎng)的同步轉速。同步電動(dòng)機的轉子轉速與負載大小無(wú)關(guān)而始終保持為同步轉速。 <發(fā)于2014-11-21>
談?wù)凱ID各自對差值調節對系統的影響:
1、單獨的P(比例)就是將差值進(jìn)行成比例的運算,它的顯著(zhù)特點(diǎn)就是有差調節,有差的意義就是調節過(guò)程結束后,被調量不可能與設定值準確相等,它們之間一定有殘差,殘差具體值您可以通過(guò)比例關(guān)系計算出,增加比例將會(huì )有效減小殘差并增加系統響應,但容易導致系統激烈震蕩甚至不穩定。
2、單獨的I(積分)就是使調節器的輸出信號的變化速度與差值信號成正比,大家不難理解,如果差值大,則積分環(huán)節的變化速度大,這個(gè)環(huán)節的正比常數的比例倒數我們在伺服系統里通常叫它為積分時(shí)間常數,積分時(shí)間常數越小意味著(zhù)系統的變化速度越快,所以同樣如果增大積分速度(也就是減小積分時(shí)間常數)將會(huì )降低控制系統的穩定程度,直到最后出現發(fā)散的震蕩過(guò)程,這個(gè)環(huán)節更大的好處就是被調量最后是沒(méi)有殘差的。
3、PI(比例積分)就是綜合P和I的優(yōu)點(diǎn),利用P調節快速抵消干擾的影響,同時(shí)利用I調節消除殘差。
4、單獨的D(微分)就是根據差值的方向和大小進(jìn)行調節的,調節器的輸出與差值對于時(shí)間的導數成正比,微分環(huán)節只能起到輔助的調節作用,它可以與其他調節結合成PD和PID調節它的好處是可以根據被調節量(差值)的變化速度來(lái)進(jìn)行調節,而不要等到出現了很大的偏差后才開(kāi)始動(dòng)作,其實(shí)就是賦予了調節器以某種程度上的預見(jiàn)性,可以增加系統對微小變化的響應特性。
5、PID綜合作用可以使系統更加準確穩定的達到控制的期望。
伺服的電流環(huán)的PID常數一般都是在驅動(dòng)器內部設定好的,操作使用者不需要更改。
速度環(huán)主要進(jìn)行PI(比例和積分),比例就是增益,所以我們要對速度增益和速度積分時(shí)間常數進(jìn)行合適的調節才能達到理想效果。
位置環(huán)主要進(jìn)行P(比例)調節,對此我們只要設定位置環(huán)的比例增益就好了。
位置環(huán)、速度環(huán)的參數調節沒(méi)有什么固定的數值,要根據外部負載的機械傳動(dòng)連接方式、負載的運動(dòng)方式、負載慣量、對速度、加速度要求以及電機本身的轉子慣量和輸出慣量等等很多條件來(lái)決定,調節的簡(jiǎn)單方法是在根據外部負載的情況進(jìn)行大體經(jīng)驗的范圍內將增益參數從小往大調,積分時(shí)間常數從大往小調,以不出現震動(dòng)超調的穩態(tài)值為更佳值進(jìn)行設定。
當進(jìn)行位置模式需要調節位置環(huán)時(shí),更好先調節速度環(huán)(此時(shí)位置環(huán)的比例增益設定在經(jīng)驗值的最小值),調節速度環(huán)穩定后,在調節位置環(huán)增益,適量逐步增加,位置環(huán)的響應更好比速度環(huán)慢一點(diǎn),不然也容易出現速度震蕩。 <發(fā)于2014-10-25>