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如何改善两相SEW电机的低速?

阅读:2185        发布时间:2019/5/24
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    如何改善两相SEW电机的低速?
    1、SEW电机的相数是指电机内部的线圈组数,目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。电机相数不同,其步距角也不同,一般二相电机的步距角为1.8度、三相为1.5度、五相的为0.72度。在没有细分驱动器时,用户主要靠选择不同相数的步进电机来满足步距角的要求。如果使用细分驱动器,则相数将变得没有意义,用户只需在驱动器上改变细分数,就可以改变步距角。
    2、SEW电机在定子上只有两个绕组,有四根出线,整步为1.8°,半步为0.9°。在驱动器中只要对两相绕组电流通断和电流方向进行控制就可以了。
    3、SEW电机并不能象普通的直流电机、交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事,它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多知识。
    4、SEW电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,即给电机加一个脉冲信号,电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在,加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制域用步进电机来控制变的非常的简单。
    5、SEW电机应用于低速场合,每分钟转速不超过1000转,(0.9度时6666PPS),
    1、SEW电机单电压驱动是指在电机绕组工作过程中,只用一个方向电压对绕组供电,多个绕组交替提供电压。该方式是一种比较老的驱动方式,现在基本不用了。
    :电路简单,元件少、控制也简单,实现起来比较简单
    缺点:必须提供足够大的电流的三极管来进行开关处理,步进电机运转速度比较低,电机震动比较大,发热大。由于已经不再使用,所以不多描述。
    2、SEW电机由于恒电压驱动存在以上诸多缺点,技术的进一步发展,研发出新的高低压驱动来改善恒电压驱动的部分缺点,高低压驱动的原理是,在电机运动到整步的时候使用高压控制,在运动到半步的时候使用低压控制,停止时也是使用低压来控制。
    :高低压控制在一点程度上改善了震动和噪音,次提出细分控制步进电机的概念,同时也提出了停止时电流减半的工作模式。
    缺点:电路相对恒电压驱动复杂,对三极管高频特性要求提高,电机低速仍然震动比较大,发热仍然比较大,现在基本上不使用这种驱动模式。
    3、SEW电机电流斩波驱动的工作原理是通过硬件设计当电流达到某个设定值的时候通过硬件将其电流关闭,然后转为另一个绕组通电,另一个绕组通电的电流到某个固定的电流的时候,又能通过硬件将其关闭,如此反复,推进步进电机运转。
    :噪音大大减小,转速一定程度上提高了,比前两种有一定的提高。
    缺点:对电路设计要求比较高,对电路抗干扰要求比较高,容易引起高频,烧坏驱动元件,对元件要求比较高。
    4、电流比较斩波驱动
    电流比较斩波驱动是把步进电机绕组电流值转化为一定比例的电压,与D/A转换器输出的预设值进行比较,比较结果来控制功率管的开关,从而达到控制绕组相电流的目的。
    :使运动控制模拟正弦波的特点,大大提高,运动速度和噪音都比较小,可以使用比较高的细分,是当前流行的控制方法。
    缺点:电路比较复杂,对电路中的干扰难以控制和理论要求相吻合,容易产生抖动,在控制形成正弦波的波峰和波谷,容易导致高频干扰,进而导致驱动元件发热或者由于频率过高而老化,这也是很多驱动器使用1年多的时候容易出现红灯保护的主要原因。
    只是直流电机为满足低惯量采用细长电枢,盘形或空心杯的。交流伺服电机有两相交流绕组,空间相差90点角度,其中一组为励磁绕组,另一组为控制绕组。其控制方式有幅值控制,相位控制,幅值相位复合控制。大多采用复合控制。交流伺服电机的转子电阻一般很大,这样可以防止自转,当控制电压消失后,由于有励磁电压,此时的交流伺服电机中会有脉振磁动势,由于电阻大,T-S曲线发生偏移,反转的磁场产生的T要变大,所以此时合成的T为制动性质的,会停转。
    交流伺服电机比直流伺服电机好一些
    从定义上讲,交流伺服电机是,交流电机的一种,通过伺服驱动器的矢量控制理论控制电机的扭矩,速度,位置等等,把交流电通过等换计算的方式去控制电机,所以制造技术和伺服驱动器的软件方面比较难开发,内目前都在仿造日系或者欧美产品。
    直流伺服电机,就是把直流电机加上编码器 形成闭环控制,电机的控制方法基本就是改变电流的大小来改变电机的 扭矩,速度等参数。我早的伺服系统就是直流伺服系统,的比较多,发展历史时间长。我早的卫星东方红,控制方向的就用的直流伺服电机。
    SEW电机推荐使用交流伺服电机,直流伺服电机太热,控制精度不好。使用寿命短。
    SEW电机比较
    交流伺服电机的工作原理与分相式单相异步电机虽然相似,但前者的转子电阻比后者大得多,所以伺服电机与单机异步电机相比,有三个显着特点:
    1、启动转矩大
    由于转子电阻大,与普通异步电机的转矩特性曲线相比,有的区别。它可使临界转差率S0>1,这样不仅使转矩特性(机械特性)更接近于线性,而且具有较大的起动转矩。因此,当定子一有控制电压,转子立即转动,即具有起动快、灵敏度高的特点。
    2、运行范围较广
    3、无自转现象
    SEW电机正常运转的伺服电机,只要失去控制电压,电机立即停止运转。当伺服电机失去控制电压后,它处于单相运行状态,由于转子电阻大,定子中两个相反方向旋转的旋转磁场与转子作用所产生的两个转矩特性(T1-S1、T2-S2曲线)以及合成转矩特性(T-S曲线)。
    SEW电机的输出功率一般是0.1-100W。当电源频率为50Hz,电压有36V、110V、220、380V;当电源频率为400Hz,电压有20V、26V、36V、115V等多种。
    SEW电机运行平稳、噪音小。但控制特性是非线性,并且由于转子电阻大,损耗大,效率低,因此与同容量直流伺服电机相比,体积大、重量重,所以只适用于0.5-100W的小功率控制系统。

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