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技术之窗

AC伺服电机的介绍和选型

  • 2020.09.30 09:37:26
  • 米思米
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一、AC伺服电机的介绍

            电机又称马达,作为一种最常用的动力源,主要原理是利用电磁感应定律将电能转换为机械能。其中伺服电机就是在普通电机的基础上增加控制与反馈,用于对电机的扭矩、速度、位置进行控制,伺服电机的主要分类及特点见图1。


AC伺服电机的介绍和选型

 

图1 伺服电机分类

在伺服电机中,AC伺服电机使用方便、无需维护、性价比高,广泛应用于工业机器人、精密机床、精密测量台、移载臂、排线贴装等设备。如图2所示,AC伺服电机与滚珠丝杠、直线导轨配合使用,可以利用伺服电机的速度、位置控制精确设定工作台的移动速度、位置等。在手机贴装的机构中,伺服电机的扭矩控制可以防止压力过大破坏零件,以及用在对拧紧力矩有上限要求的机构中。同样,AC伺服电机还可以搭配同步带、齿轮齿条、分度盘等传动元件组成不同功能的工业设备。   

            

AC伺服电机的介绍和选型

图2 AC伺服电机的应用

AC伺服电机通常由电机(包含编码器)、驱动器(又称放大器)、线束等配件组成,如图3。其中驱动器控制三相电形成电磁场,转子在电磁场作用下转动;同时,编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值比较,调整转子转速,形成整个驱动控制过程。米思米公司可提供单独的电机或驱动器,也有伺服电机套装可供选择。

AC伺服电机的介绍和选型 

图3 AC伺服电机的组成

二、 AC伺服电机的选型

伺服电机的参数很多,可以先选定额定转速、额定扭矩、进行惯量匹配,再对其他细化的参数如电压、编码器、功率等进行选择。

笔者简单介绍这三者的选择思路。

额定转速:转速n主要根据传动元件需要的进给速度v进行计算,如滚珠丝杆作为传动元件,则

 

                                             


额定扭矩:扭矩T需要考虑惯性矩(加速力矩)和摩擦力矩(负载力矩),同时也要根据行业情况选择合适的安全系数,一般取1.5~3。

                                             

 

惯量匹配:惯量匹配是一个设计时容易忽略的问题,当负载惯量越小,系统就越容易控制;当负载惯量越大,系统的响应速度就越慢;当惯量不匹配时,负载就不能在规定的时间内正常起动及在规定的位置精确停下,甚至有时候还会带来额外的系统振动。一般来说,当需要高响应的场合,负载惯量应小于10倍的电机惯量;对于启停要求不高的场合,或纯粹点到点的运动,可以考虑负载惯量在电机惯量的30倍左右。

下面对米思米公司可以购买的AC伺服电机做一个简单的罗列,更多商品可访问米思米官网。

AC伺服电机一览表

类别电机系列特点产品链接额定转速/最高转速(rpm)额定扭矩 (Nm)额定惯量(x  AC伺服电机的介绍和选型

额定输出功率

(kW)

价格

JE系列 HG-KN(三菱电机)

AC伺服电机的介绍和选型

l    先进一键式调整

l    瞬停耐量增大

l    大容量驱动记录器

l    绝对位置检测系统

JE系列经济型伺服电机 HG-KN小容量小惯量系列

3000/5000

0.32

~

2.4

0.0783

~

1.28

0.1

~

0.75

¥958

JE系列 HG-KN 配套伺服器

AC伺服电机的介绍和选型

JE系列经济型伺服放大器

¥778

JE系列 HG-KN 套装

AC伺服电机的介绍和选型

三菱JE系列伺服电机+驱动器套装(HG-KN小容量低惯量系列)

¥1807

J4系列 HG-KR(三菱电机)

AC伺服电机的介绍和选型

l    最多可对应4Mpps脉冲频率

l    响应频率达到2.5KHZ

l    高度的伺服增益调整功能

J4系列伺服电机HG-KR小容量小惯量系列

3000/6000

0.16

~

2.4

0.045

~

1.26

0.05

~

0.75

¥1186

J4系列 HG-KR配套伺服器

AC伺服电机的介绍和选型

J4系列伺服放大器

¥1666

J4系列 HG-KR 套装

AC伺服电机的介绍和选型

三菱J4系列伺服电机+驱动器套装(HG-KR小容量 低惯量系列)

¥2963

A6系列 MSMF(松下)

AC伺服电机的介绍和选型

l  更小巧、更轻盈

l  更大转矩、更高速

A6系列伺服马达(MSMF小容量小惯量系列)

3000/4500

~

6000

0.16

~

15.9

0.026

~

19

0.05

~

5

¥847

A6系列 MSMF 配套伺服器

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A6系列伺服驱动器

¥1567

A6系列 MSMF 套装

AC伺服电机的介绍和选型

松下A6伺服电机+驱动器套装 MSMF系列

¥2534

Σ7系列 SGM7J(安川)

AC伺服电机的介绍和选型

l  精度达到每圈1600万脉冲

l  发热小

l  超大功率范围可选

l  升级免调整功能

l  无需调整作业即可实现无振动的稳定动作

Σ7系列伺服电机SGM7J小容量 中惯量系列

3000/6000

0.159

~

2.39

0.0395

~

1.59

0.05

~

0.75

¥1060

Σ7系列 SGM7J配套伺服器

AC伺服电机的介绍和选型

Σ7系列伺服单元(SGD7S)

¥1488

Σ7系列 SGM7J 套装

AC伺服电机的介绍和选型

安川Σ7系列伺服电机+驱动器套装

¥2618

Σ7系列 SGM7G(安川)

AC伺服电机的介绍和选型

l  精度达到每圈1600万脉冲

l  发热小

l  超大功率范围可选

l  升级免调整功能

无需调整作业即可实现无振动的稳定动作

Σ7系列伺服电机(SGM7G中容量 中惯量系列)

1500/2000

~

3000

1.96

~

95.4

2.48

~

303

0.3

~

15

¥1851

Σ7系列 SGM7J配套伺服器

AC伺服电机的介绍和选型

Σ7系列伺服单元(SGD7S)

¥1488

A6系列 MHMF(松下)

AC伺服电机的介绍和选型

l  更小巧、更轻盈

l  更大转矩、更高速

A6系列伺服马达(MHMF小容量大惯量系列)

2000

~

3000/3000

~

6500

0.16

~

23.9

0.038

~

146

0.05

~

5

¥816

A6系列 MHMF 配套伺服器

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A6系列伺服驱动器

¥1567

A6系列 MHMF 套装

AC伺服电机的介绍和选型

松下A6伺服电机+驱动器套装 MHMF系列

¥2312


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