西门子6ES7223-1PM22-0XA8大量库存
步进马达依定子线圈的相数不同可分成二相、四相及五相式,小型步进马达以二相式较为普遍。
单极性型(unipolar):定子磁极极性为同一方向,如可变磁阻式步进马达,磁极线圈只有一组,所加的激磁电流为固定方向,单极性步进马达所需的较简单。单极性驱动电路使用四只晶体管来驱动的两组相位,电机结构则如图1所示包含两组带有中间抽头的线圈,整个电机共有六条线与外界连接-图1。这类电机有时又称为四相电机,但这种称呼容易令人区分不了又不正确,因为它其实只有两个相位,jingque的说法应是双相位六线式步进电机。六线式步进电机虽又称为单极性步进电机,实际上却能使用单极性或双极性驱动电路。
图1 单极性二相步进电机驱动电路
双极性型(bipolar):定子磁极极性为两个方向,如磁铁式步进马达,其转子的极性和定子磁极极性有交互变化的需要。单一激磁线圈时其激磁方向为正负交替变化,两组磁极线圈时,一组正向激磁,另一组负向激磁,两组交替变化,使定子磁极极性变化。以双极方式运用,其电源较为复杂。双极性步进电机的驱动电路则如图2所示,它会使用八只晶体管来驱动两组相位。双极性驱动电路可以驱动四线式或六线式步进电机,四线式电机只能使用双极性驱动电路,它却能大幅降低量产型应用的成本。双极性步进电机驱动电路的晶体管数目是单极性驱动电路的两倍,其中四颗下端晶体管通常是由微控制器直接驱动,上端晶体管则需要成本较高的上端驱动电路。双极性驱动电路的晶体管只需承受电机电压,它不像单极性驱动电路一样需要箝位电路。
图2 双极性步进电机驱动电路
二相步进马达的激磁方式有下列两种:
(1).全步激磁
全步激磁方式又可分为1 相激磁与2相激磁两种方式,说明如下:
1相激磁
每次只激磁一相线圈,每输入一个脉波,便产生一步级的转,如图3所示,由图中可知,当激磁依a→b→a→b→a……相顺序,则马达顺时针方向旋转;若依b→a→b→a→b……相顺序激磁,则马达依逆时针方向旋转。此种激磁方式之优点为线圈消耗功率小,角jingque度良好,但其转距小,加上阻尼特性不良,易失步。
图3
2相激磁
每输入一个脉波,将有二相线圈激磁,如图4所示,由图中可知,若依ab→ba→ab→ba→ab……相顺序激磁,则马达顺时针方向旋转:若依ba→ab→ba→ab→ba……相顺序激磁,则马达转向为逆时针方向。此种激磁方式由于有两组线圈激磁,输出转距较大,加上阻尼效果良好,故能追踪较高的脉波率,但其缺点为耗电较大,容易发热。
图4
(2)半步激磁
此种激磁方式又称1-2相激磁,激磁一相线圈和二相线圈交互进行,每加入一数字脉波所转动之角度为原步进角的一半,分辨率可提高一倍,且运转时相当平滑,故与2相激磁方式同受广泛使用。图5为二相步进马达采用1-2相激磁方式之时序图,由图中可知,若依照a→ab→b→ba→a→ab→b→ba→a→ab……相的顺序激磁,则步进马达将以顺时针方向旋转;但如果依照ba→a→ab→b→ba→a→ab→b→ba……相顺序激磁,则马达逆时针方向旋转
图5
图6 二相5线/6线步进电机内部接线图
动态制动器由动态制动电阻组成,在故障、急停、断电时通过能耗制动缩短的机械进给距离。
动态制动器由动态制动电阻组成,在故障,急停,电源断电时通过能耗制动缩短伺服电机的机械进给
一般都是在伺服电机的u v w相上引出三根线上面分别串上一个制动电阻,这三个电阻接到一个上,在伺服电机正常工作时这个继电器是吸合的三个相线不短接 当伺服电机要制动时 继电器就断电释放三个相线接到一起了就开始制动了。
再生制动是指伺服电机在减速或停车时将制动产生的能量通过逆变回路反馈到直流母线。经阻容回路吸收。
电磁制动是通过机械装置锁住电机的轴。
三者的区别:
(1)再生制动必须在伺服器正常工作时才起作用,在故障、急停、电源断电时等情况下无法制动电机。动态制动器和电磁制动工作时不需电源。
(2)再生制动的工作是系统自动进行,而动态制动器和电磁制动的工作需外部继电器控制。
(3)电磁制动一般在sv off后启动,否则可能造成放大器过载。动态制动器一般在svoff或主回路断电后启动,否则可能造成动态制动电阻过热。
选择配件的注意事项:
(1)有些系统如传送装置,升降装置等要求伺服电机能尽快停车。而在故障、急停、电源断电时伺服器没有再生制动无法对电机减速。系统的机械惯量又较大,这时需选用动态制动器动态制动器的选择要依据负载的轻重,电机的工作速度等。
(2)有些系统要维持机械装置的静止位置需电机提供较大的输出转矩且停止的时间较长,如果使用伺服的自锁功能往往会造成电机过热或放大器过载。这种情况就要选择带电磁制动的电机。
(3)三菱的伺服器都有内置的再生制动单元,但当再生制动较频繁时可能引起直流母线电压过高,这时需另配再生制动电阻。再生制动电阻是否需要另配,配多大的再生制动电阻可参照样本的使用说明。需要注意的是样本列表上的制动次数是电机在空载时的数据。实际选型中要先根据系统的负载惯量和样本上的电机惯量,算出惯量比。再以样本列表上的制动次数除以(惯量比+1)。这样得到的数据才是允许的制动次数。
发电厂给煤机是电厂制粉系统中重要组成部分,是电厂重要的辅助动力设备,其主要任务是为制粉系统磨煤机提供原料。制粉系统工艺流程如下图。
系统功能框图
根据给煤机稳定运行的重要性,采用冗余控制系统。
变频调速系统电气回路图
电气回路由空气开关、接触器、中间继电器、电流互感器、端子排、电缆等组成。变频器用双回路电源供电,当一路电源工作,则另一路电源作备用电源处于热备用状态,当工作电源失电或发生故障时,自动投入备用电源。
优点:实现软启动,启动电流小且平稳,减少对电网和设备的冲击。能连续无级调节给煤机的速度。给煤机长期运行在30Hz,节约能源。具有多种保护功能,易于维护、维修,符合工厂自动化发展趋势。
近些年来,工业洗涤设备尤其以水洗设备为主,变频器的应用越来越普及,变频器也为工业洗涤设备带来了全新的技术革命,从早的不可调速的半自动洗衣机到用两个双速电机来实现四个速率的全自动洗衣机,后发展到只需一个电机就可实现多段速率的现代洗衣机。
全自动洗衣机的洗涤过程如下:
加水,正反转洗涤25分钟,洗涤完毕后,排水,进入脱水阶段,脱水阶段包括均布、中脱和高脱三个过程,均布即是在有水和无水的情况下,以比洗涤过程高的转速正向旋转1.5分钟,使衣物均匀地附着在洗衣机的滚筒内侧,以使后续的脱水过程平稳;排水后,提高转速进入中速脱水过程(2分钟),随后再进入高速脱水过程(5分钟),使衣物的含水率降至所要求的水平。
速度的设定方式有两种:
1)以多段速的方式,在变频器上直接设定各阶段运行速度;
2)通过洗衣机专用控制PC电脑板,以通讯方式设定各阶段的运行速度。
各阶段的运行速度为:
洗涤:30rpm左右
均布:60rpm左右
中脱:400rpm左右
高脱:700~800rpm。
工业洗衣机要求变频器能提供高转矩、多段速、宽电压范围、自动转差补偿和方便的通讯方式;性能稳定,能适应各种宾馆、酒店洗衣房的高温、高湿的环境;要求变频器能适应工业洗衣机特定的洗涤工艺要求和特定客户群的服务要求。伟创AC60型变频器性能优异、质量可靠、,调节简单,操作方便,特别征对工业洗衣机的技术要求,采用了首创的V/F曲线自调节技术,根据洗涤状况自动诊断及调整V/F曲线,使洗衣机启动平稳,电流降低,在客户使用过程中运行稳定,受到了用户的好评。
山宇变频器既有特殊的V/F曲线自动提升功能,也可在洗涤每个环节中根据实际需要优化V/F曲线,独有强大多段速功能(15段速度)。在工业洗衣机中,一般要求V/F曲线如下:
(A、a)点可以在原点,A的范围大致在0~4HZ之间,a的范围大致在0~25V之间,调节(A、a)点可影响设备的启动转矩,从而影响设备的洗涤转速。如果(A、a)点下移,则设备的启动频率低,洗衣机启动缓慢且平稳,要求变频器的低频启动转矩要大。
(B、b)点的调节则直接影响设备洗涤时的运行电流,这是非常重要的一点。如果(A、a)与(B、b)点之间的斜率大,即V/F曲线坡度陡,则运行电流会很大,但坡度太缓也不行,这里需要根据经验来调节。以100kg型洗衣机为例:
(A、a)点:2HZ,24V
(B、b)点:25HZ,112V
(C、c)点:50HZ,380V
经过在100kg型洗衣机上的试验(变频器为AC60-T3-11G,11kw),得出数据如下:
启动电流(A) 运行电流(A) 转速(rpm) 频率(HZ)
洗涤 11.8 11.3 32 7.06
均布 13.1 7.6 60 11.66
中脱 7.2 1.9 350 65.36
高脱 6.7 2.8 653 123.6
以上数据是反复试验两天得出的,期间有过连续运行四小时的情况,无一次异常事故,变频器温升很小。在30kg、50kg、70kg机型上均得出类似结论。100kg型全自动洗衣机洗涤时的运行电流为30A左右,必须使用15KW变频器。可以看出,山宇变频器在洗涤设备降低成本方面起到重要作用。
如图所示,凸极转子采用永磁体,与定子磁场同步旋转,转子上带负载,以负载角δ状态旋转,t1与t2作用于转子上,转矩t的表达式为:
t=t1=t2=tm1sinδ=tm2sin2δ
如下图所示,合成转矩t收到磁阻转矩影响,使输出正弦的电磁转矩发生畸变,因本例所示为hb型混合式结构的,转子的n极与s极相差180°,此时t2的磁阻转矩可忽略不计。
伺服驱动器均采用数字信号处理器(dsp)作为控制核心,可以实现比较复杂的控制算法,实现数字化、网络化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模块(ipm)为核心设计的驱动电路,ipm内部集成了驱动电路,具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路,在主回路中还加入了软启动电路,以减小启动过程对驱动器的冲击。
功率驱动单元通过三相全桥整流电路对输入的三相电或者市电进行整流,得到相应的直流电。经过整流好的三相电或市电,再通过三相正弦pwm电压型逆变器变频来驱动交流。功率驱动单元的整个过程可以简单的说就是ac-dc-ac的过程,整流单元(ac-dc)主要的拓扑电路是三相全桥不控整流电路。
一般伺服都有三种控制方式:位置控制方式、转矩控制方式、速度控制方式。
1、位置控制:位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小,通过脉冲的个数来确定转动的角度,也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值,由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制,一般应用于定位装置。
2、转矩控制:转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小,可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小,也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。
应用主要在对材质的手里有严格要求的缠绕和放卷的装置中,例如绕线装置或拉光纤设备,转矩的设定要根据缠绕的半径的变化随时更改以确保材质的受力不会随着缠绕半径的变化而改变。
3、速度模式:通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制,在有上位控制装置的外环pid控制时速度模式也可以进行定位,但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。位置模式也支持直接负载外环检测位置信号,此时的电机轴端的编码器只检测电机转速,位置信号就由直接的终负载端的检测装置来提供了,这样的优点在于可以减少中间传动过程中的误差,增加了整个系统的定位精度。
如果对电机的速度、位置都没有要求,只要输出一个恒转矩,当然是用转矩模式。
如果对位置和速度有一定的精度要求,而对实时转矩不是很关心,用转矩模式不太方便,用速度或位置模式比较好。
如果上位控制器有比较好的闭环控制功能,用速度控制效果会好一点,如果本身要求不是很高,或者基本没有实时性的要求,采用位置控制方式。