解析SEW電機驅動器選型指南
一、SEW電機改變極對數調速:點:①無附加轉差損耗,效率高; ②控制電路簡單,易維修,低; ③與定子調壓或電磁轉差離合器配合可得到效率較高的平滑調速。缺點:有級調速,不能實現無級平滑的調速,并且由于受到電機結構和制造工藝的限制,通常只能實現2——3種極對數的有級調速,調速范圍相當有限。
二、SEW電機變頻調速:點:①無附加轉差損耗,效率高,調速范圍寬; ②對于低負載運行時間較長,或起、停較頻繁的場合,可以達到節電和保護電機的目的。缺點:技術較復雜,較高。
三、SEW電機調速:點:①具有交流同步電機結構簡單和直流電機良好的調速性能; ②低速時用電源電壓、高速時用步進電機反電勢自然換流,運行; ③無附加轉差損耗,效率高,適用于高速大容量同步電機的啟動和調速。缺點:過載能力較低,原有電機的容量不能充分發揮。
四、串級調速:點:①可以將調速過程中產生的轉差能量加以回饋利用。效率高; ②裝置容量與調速范圍成正比,適用于70%——95%的調速。缺點:功率因素較低,有諧波干擾,正常運行時無制動轉矩,適用于單象限運行的負載。
五、定子調壓調速:點:①線路簡單,裝置體積小,; ②使用、維修方便。缺點:①調速過程中增加轉差損耗,此損耗使轉子發熱,效率較低; ②調速范圍比較小; ③要求采用高轉差電機,比如特殊設計的力矩電機,所以特性較軟,一般適用于55kW以下的異步電機。
六、SEW電機點:①結構簡單,控制裝置容量小,; ②運行,維修容易; ③無諧波干擾。缺點:①速度損失大,因為電磁轉差離合器本身轉差較大,所以輸出軸的轉速僅為電機同步轉速的80%——90%; ②調速過程中轉差功率全部轉化成熱能形式的損耗,效率低。
七、SEW電機轉子串電阻調速:點:①技術要求較低,易于掌握; ②設備費用低; ③無電磁諧波干擾。缺點:①串鑄鐵電阻只能進行有級調速。若用液體電阻進行無級調速,則維護、保養要求較高; ②調速過程中附加的轉差功率全部轉化為所串電阻發熱形式的損耗,效率低。 ③調速范圍不大。
SEW電機的運行要有一電子裝置進行驅動,這種裝置就是步進電機驅動器,它是把控制系統發出的脈沖信號,加以放大以驅動步進電機。
SEW電機的轉速與脈沖信號的頻率成正比,控制步進脈沖信號的頻率,可以對電機調速;控制步進脈沖的個數,可以對電機定位。因此典型的步進電機驅動控制系統主要由三部分組成:
1、步進控制器:人機接口、運動規劃、I/O控制。
2、驅動器:脈沖分配、電流放大。
3、步進電機:驅動負載。
SEW電機可參考以下步進驅動器選型指南:
SEW電機的供電電壓:驅動器的輸入電壓的高低決定電機的高速性能。供電電壓越高,電機高速時力矩越大,越能避免高速進失步。但電壓過高會導致驅動器過壓保護,電機發熱較多,可能導致驅動器損壞。在高壓下工作時,電機低速運動的振動會大一些。常規輸入電壓有24VDC,48VDC等。
SEW電機的電流:電流是判斷驅動器驅動能力大小的依據,通常驅動器大額定電流不能大于電機的額定電流。驅動器輸出電流設定決定電機的力矩,電流設定值越大時,電機輸出力矩越大,但電流設定過大時電機和驅動器的發熱也比較嚴重。通常的設定方式采用步進電機額定電流值作為參考、但實際應用中的值應在些基礎上調整。驅動器的電流主要規格有:2.0A、3.0A、4.0A、6.0A、8.0A等。
SEW電機的細分:步進電機驅動器的工作模式有整步、半步、細分,主要區別在于電機線圈電流的控制精度。通常步進電機都有低頻振動的特點,通過細分設置可以改善電機低速運行的平穩性。
通常電機的轉子為永磁體,當電流流過定子繞組時,定子繞組產生一矢量磁場。該磁場會帶動轉子旋轉一角度,使得轉子的一對磁場方向與定子的磁場方向一致。當定子的矢量磁場旋轉一個角度。轉子也隨著該磁場轉一個角度。每輸入一個電脈沖,電動機轉動一個角度前進一步。它輸出的角位移與輸入的脈沖數成正比、轉速與脈沖頻率成正比。改變繞組通電的順序,電機就會反轉。所以可用控制脈沖數量、頻率及電動機各相繞組的通電順序來控制步進電機的轉動。
SEW電機通常見到的各類電機,內部都是有鐵芯和繞組線圈的。繞組有電阻,通電會產生損耗,損耗大小與電阻和電流的平方成正比,這就是我們常說的銅損,如果電流不是標準的直流或正弦波,還會產生諧波損耗;鐵心有磁滯渦流效應,在交變磁場中也會產生損耗,其大小與材料,電流,頻率,電壓有關,這叫鐵損。
SEW電機一般追求定位精度和力矩輸出,效率比較低,電流一般比較大,且諧波成分高,電流交變的頻率也隨轉速而變化,因而步進電機普遍存在發熱情況,且情況比一般交流電機嚴重。