關(guān)于數(shù)控切割機驅(qū)動電機的類別及選擇
目前在數(shù)控切割機產(chǎn)品里面,很多產(chǎn)品部件,都需要進行仔細的維護和挑選,特別是新型的數(shù)控切割機產(chǎn)品,更是需要對數(shù)控切割機的產(chǎn)品及性能有所了解,否則一旦發(fā)生了問題,就很難處理。
常用的伺服電機是交流伺服電機,在電機的軸端裝有光電編碼器,通過檢測轉(zhuǎn)子角度用以變頻控制。從***低轉(zhuǎn)速到***高轉(zhuǎn)速,伺服電機都能平滑運轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)矩波動小。伺服電機有較長的過載能力,有較小的轉(zhuǎn)動慣量和大的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。伺服電機有很小的啟動頻率,能很快從***低轉(zhuǎn)速加速到額定轉(zhuǎn)速。
采用交流伺服電機作為驅(qū)動器件,可以和直流伺服電機一樣構(gòu)成高精度,高性能的半閉環(huán)或閉環(huán)控制系統(tǒng)。由于交流伺服電機內(nèi)是無刷結(jié)構(gòu),幾乎不需維修,體積相對較小,有利于轉(zhuǎn)速和功率的提高。目前已經(jīng)在很大范圍內(nèi)取代了直流伺服電機。采用高速微處理器和專用數(shù)字信號處理機(DSP)的全數(shù)字化交流伺服系統(tǒng)出現(xiàn)后,原來的硬件伺服控制變?yōu)檐浖欧刂?,一些現(xiàn)代控制理論中的先進算法得到實現(xiàn),進而大大地提高了伺服系統(tǒng)的性能,因此伺服單元能較大的提高加工效率及加工精度,但伺服驅(qū)動單元的價格也較高。隨著伺服控制技術(shù)的逐步提高,目前伺服驅(qū)動單元正逐步成為驅(qū)動單元的主力軍,伺服驅(qū)動單元的價格也在逐步減低。
伺服驅(qū)動器有兩種。一種采用脈沖控制方式,此種驅(qū)動器與電機閉環(huán),但不反饋到數(shù)控系統(tǒng),這種驅(qū)動器在某種程度上可稱為開環(huán)控制的伺服控制。另一種采用電壓控制方式,通過電壓的高低進行電機的轉(zhuǎn)速控制,電機的反饋信號通過驅(qū)動器反饋到數(shù)控系統(tǒng)進行位置控制。
驅(qū)動單元包括驅(qū)動裝置和電機兩部分,對驅(qū)動單元的選購主要在于驅(qū)動裝置的選擇,因為電機是通用的部件,性能差別只存在于不同的廠家和型號。
驅(qū)動電機主要可分為:反應(yīng)式步進驅(qū)動電機、混合式(也稱永磁反應(yīng)式)步進驅(qū)動電機和伺服驅(qū)動電機三大類。
反應(yīng)式步進驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)子無繞組,由被勵磁的定子繞組產(chǎn)生反應(yīng)力矩實現(xiàn)步進運行?;旌鲜讲竭M電機的轉(zhuǎn)子用***磁鋼,由勵磁和永磁產(chǎn)生的電磁力矩實現(xiàn)步進運行。步進電機受脈沖的控制,通過改變通電的順序可改變電機的旋轉(zhuǎn)方向,改變脈沖的頻率可改變電機的旋轉(zhuǎn)速度。步進電機有一定的步距精度,沒有累積誤差。但步進電機的效率低,拖動負載的能力不大,脈沖當量不能太大,調(diào)速范圍不大。目前步進電機可分為兩相、三相、五相等幾種,常用的是五相步進電機。在過去很長一段時間里,步進電機占很大的市場,但目前正逐步為伺服電機所取代。
選擇驅(qū)動單元時,也要考慮驅(qū)動單元的價格在整臺數(shù)控機床中的比例。整臺數(shù)控機床價格較低的一般選擇步進驅(qū)動單元,而價格較高的機床選擇伺服驅(qū)動單元。但選擇驅(qū)動單元的同時,也要考慮驅(qū)動單元與數(shù)控系統(tǒng)的匹配問題,選擇閉環(huán)控制系統(tǒng)時必須選擇閉環(huán)的伺服驅(qū)動單元。交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進電機。但在一些要求不高的場合也經(jīng)常用步進電機來做執(zhí)行電動機。所以,在控制系統(tǒng)的設(shè)計過程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素,選用適當?shù)目刂齐姍C。
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