长期以来,大家所熟悉的电机转速为2880r/min,1440r/min、960r/min等等。这些电机,欲用于拖动设备运行,必须与减速机配套使用。而低速电机则是一种机电一体化产品,它的输出转速通常为100r/min以下,***低可达到2r/min,因此不需减速机便可直接驱动设备运行。低速电机的体积相当于同类型普通电机,由于它的输出轴要承受较大的扭矩,通常其直径比较粗(相似于普通减速机的输出轴直径)。
低速电机不仅淘汰了笨重的减速机,而且减少了因传动机构所造成的功率损失,提高了设备的安装精度和传动效率,使用维修更简便,控制方式与普通电机一样,可连续运行,亦可频繁正反转,振动小、噪声低、不漏油、寿命长,是传统电机与减速机的理想替代产品。
二、低速电机的结构 (西门子S7-1200系列PLC)
低速电机是由普通电机与特制的变速机构置于一体内来实现低速的,其结构见图1。
图1
1.输出轴 2.低速转子 3.柔轮 4.刚轮 5.谐波发生器 6.定子 7.高速转子 8.风罩 9.风叶 10.机体
输出轴1与低速转子2固联,低速转子与柔轮3之间由内啮合齿轮传动,并一起作低速转动。刚轮除与机体刚性联接外,还与柔轮形成一对内啮合齿轮传动副。谐波发生器的外圈为柔性轴承,安装在柔轮内,并与高速转子固联,当谐波发生器随高速转子高速运转时,柔性轴承也随之在柔轮内运转,由于柔性轴承内装有长短轴相差约为2mm的椭圆形轮盘,谐波发生器迫使柔轮呈椭圆状运转;柔轮中椭圆长轴上的齿与刚轮上的齿相啮合,利用刚轮与柔轮这一对啮合齿轮的齿数差,即可获得所需要的较大的减速比,实现柔轮的低速运转。柔轮同时驱动低速转子与输出轴实现平稳的低速转动。低速电机的风叶9、风罩8等其它所有配件可与同类型普通电机通用。
三、西门子伺服电机系列的简介:
1、服系统(servomechanism)是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)的任意变化的自动控制系统。伺服主要靠脉冲来定位,基本上可以这样理解,伺服电机接收到1个脉冲,就会旋转1个脉冲对应的角度,从而实现位移,因为,伺服电机本身具备发出服冲的功能,所以伺服电机每旋转一个角度,都会发出对应数量的脉冲,这样,和服电机接受的脉冲形成了呼应,或者叫闭环,如此一来,系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机,同时又收了多少脉冲回来,这样,就能够很的控制电机的转动,从而实现的定位,可以达到0001mm。百流伺服
电机分为有刷和无刷电机。有刷电机成本低,结构简单,启动转矩大,调速范围宽,控制容易,需要维护,但维护不方便(换碳刷),产生电磁干扰,对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。
无刷电机体积小,重量轻,出力大,响应快,速度高,惯量小,转动平滑,力矩稳定。控制复杂,容易实现智能化,其电子换相方式灵活,可以方波换相或正弦波换相。电机免维护,效率很高,运行温度低,电磁辐射很小,长寿命,可用于各种环境。
2、交流服电机也是无刷电机,分为同步和异步电机,目前运动控制中一般都用同步电机,它的功率范围大,可以做到很大的功率。大惯量,zui高转动速度低,日随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。
3、服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器反馈信号给驱动
器,驱动器根据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的度。伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。
交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上的区别:交流伺服要好一些,因为是正弦波控制,转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单,便宜。