阳泉西门子网线6XV1840-2AH10

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3 、发展趋势

永磁同步电机以其效率高、比功率大、结构简单 、节能效果显著 等一 系列优点在工业生 产和日常生活中逐步得到广泛应用。尤其是近年来高耐热性、高磁性能钕铁硼永磁体的成功开发以及电力电子元件的进一步发展和改进，稀土永磁 同步 电机的研究 开发在国内外 又进人 了一个新 的时期 ，在理论研 究和应 用 领域都 将产 生 质 的飞跃 ，目前正向**高速、高转矩、大功率、微型化、高功能化方 向发展。

3．1 **高速电机

永磁同步电机不需要励磁绕组 ，结构比较简单 ，磁场部分没有发热源，不需要冷却装置，材料的矫顽力高，气隙长度可以取较大值从而使大幅度提高转速成为可能。目前已制成 (2 ～3 ) X 10 r／r ain的电机，如美国通用电气公 司研制 的150 kW 、23 000 r／min 的径向气隙型转子结构航空用稀土永磁发电机，外转子型用于 电动车的7．2 kW 、27 000 r／r ain 的 电机。目前正在研制每分钟几十万转的电机。

3．2 高转矩大功率电机

耐热、高磁性能钕铁硼永磁材料的开发成功将使其在大功率永磁 同步电机中获得重要应用。运输业和工业中诸如电动汽车、混合型(内燃机与电动机并用 )动力汽车、列车、电梯、机床、机器人等，对大功率电动机的需求正在增长。

船舶推动电机要求低速大转矩。德国西门子公司于 1986 年研制 1 095 kW 、230 r／r a in 的六相永磁同步电动机，用于舰船的推进，与过去使用的直流电动机相比，体积可减小 60％左右，损耗可降低 20％左右 。另外 1 760 kW 永磁同步推进电机装于 U．212 潜艇试用，其长度和有效体积与传统的直流推进电机相比减少 40％。瑞士 A BB 公司已经建造了**过 300艘的电力推进船舶较大安装容量达到了2 X 19 MW ，其研制的400 kW 到3 MW 永磁同步电机用于：“Com-paet A~ipod”吊舱式电力推进系统。法国热蒙工业公司1987 年研制的400 kW 、500 r／r a in 永磁电机样机与直流电机相比，体积也减少了40％。1996 年，12相、1 800 kW 、180 r／r a in 永磁推进电机及控制装置已完成研制及所有的实船试验。同年，英国展出了“海航”号轻型隐身护卫舰设计模型。该舰装有两台21MW 永磁同步电机在巡航或隐身时直接驱动螺旋桨。

3．3 微型化

由于钕铁硼永磁 的较大磁能积很高 ，特别是能制成**薄型的永磁体，从而使过去难以制作的**和低 惯量 电动机得 以实现 。目前 已开发 出直径几毫米以下的**小型电动机用作医疗微型机器、眼球手术用机器人手臂或管道检 查用机器人等场 合 的驱 动 源。现 已制 成 外 径 0．8 m m 、长1．2 m ln 的世界上较小的永磁电动机。

3．4 高功能化

在高温、高真空度或空间狭小等特殊场合难以使用传统电机 ，而稀土永磁 电机可 以耐高温 (指钐钴或高耐热性钕铁硼磁体)，且体积小，正好能满足这些特 殊要求。宇航 设备 中的机械手 、原 子能设备的检查机器人和半导体制造装置等特殊环境下工作的电动机，需要使用高温电动机和高真空电动机。已开发的有 150 W 、3 000 r／m in，工作在 200oC ～300oC 高温和 133.3 X 10 Pa 真空度环境下的三 相四较永磁电动机 ，直 径 105mm 、长145mm ，采用高温特性好的Sm 2Co 永磁体。

4 、结 语

21世纪，科学技术飞速发展，不断涌现，节电、环保意识 日益增强，使得永磁同步电机发展的前途一片光明，尤其是高性能稀土永磁同步电机及其伺服系统，随其技术的快速发展和日渐成熟，结 构 型式将日趋多样化，也将会赢得较为广泛的发展空间，获得较加广泛的应

工业机器人电动伺服系统的一般结构为三个闭环控制，即电流环、速度环和位置环。一般情况下，对于交流伺服驱动器，可通过对其内部功能参数进行人工设定而实现位置控制、速度控制、转矩控制等多种功能。

那么关于伺服电机有哪些需要知道的呢？下面电工学习网小编总结了伺服电机的28个你可能不知道问题，一起来看一下吧。

1.如何正确选择伺服电机和步进电机？

答：主要视具体应用情况而定，简单地说要确定：负载的性质（如水平还是垂直负载等），转矩、惯量、转速、精度、加减速等要求，上位控制要求（如对端口界面和通讯方面的要求），主要控制方式是位置、转矩还是速度方式。供电电源是直流还是交流电源，或电池供电，电压范围。据此以确定电机和配用驱动器或控制器的型号。

2.选择步进电机还是伺服电机系统？

答：其实，选择什么样的电机应根据具体应用情况而定，各有其特点。

3.如何配用步进电机驱动器？

答：根据电机的电流，配用大于或等于此电流的驱动器。如果需要低振动或高精度时，可配用细分型驱动器。对于大转矩电机，尽可能用高电压型驱动器，以获得良好的高速性能。

4.2 相和5 相步进电机有何区别，如何选择？

答：2 相电机，但在低速时的震动较大，高速时的力矩下降快。 5 相电机则振动较小，高速性能好，比 2 相电机的速度高30~50% ，可在部分场合取代伺服电机。

5.何时选用直流伺服系统，它和交流伺服有何区别？

答：直流伺服电机分为有刷和无刷电机。

有刷电机，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，**命，可用于各种环境。

交流伺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，较高转动速度低，且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。

6.使用电机时要注意的问题？

答：上电运行前要作如下检查：

1） 电源电压是否合适（过压很可能造成驱动模块的损坏）；对于直流输入的 +/- 极性一定不能接错，驱动控制器上的电机型号或电流设定值是否合适（开始时不要太大）；

2） 控制信号线接牢靠，工业现场较好要考虑屏蔽问题（如采用双绞线）；

3） 不要开始时就把需要接的线全接上，只连成较基本的系统，运行良好后，再逐步连接。

4） 一定要搞清楚接地方法，还是采用浮空不接。

5） 开始运行的半小时内要密切观察电机的状态，如运动是否正常，声音和温升情况，发现问题立即停机调整。

7.步进电机启动运行时，有时动一下就不动了或原地来回动，运行时有时还会失步，是什么问题？

一般要考虑以下方面作检查：

1） 电机力矩是否足够大，能否带动负载，因此我们一般推荐用户选型时要选用力矩比实际需要大 50%~** 的电机，因为步进电机不能过负载运行，哪怕是瞬间，都会造成失步，严重时停转或不规则原地反复动。

2） 上位控制器来的输入走步脉冲的电流是否够大（一般要 >10mA ），以使光耦稳定导通，输入的频率是否过高，导致接收不到，如果上位控制器的输出电路是CMOS 电路，则也要选用 CMOS 输入型的驱动器。

3） 启动频率是否太高，在启动程序上是否设置了加程，较好从电机规定的启动频率内开始加速到设定频率，哪怕加速时间很短，否则可能就不稳定，甚至处于惰态。

4） 电机未固定好时，有时会出现此状况，则属于正常。因为，实际上此时造成了电机的强烈共振而导致进入失步状态。电机必须固定好。

5） 对于 5 相电机来说，相位接错，电机也不能工作。

8.我想通过通讯方式直接控制伺服电机，可以吗？

可以的，也比较方便，只是速度问题，用于对响应速度要求不太高的应用。如果要求快速的响应控制参数，较好用伺服运动控制卡，一般它上面有DSP 和高速度的逻辑处理电路，以实现高速高精度的运动控制。如 S 加速、多轴插补等。

9.用开关电源给步进和直流电机系统供电好不好？

一般较好不要，特别是大力矩电机，除非选用比需要的功率大一倍以上的开关电源。因为，电机工作时是大电感型负载，会对电源端形成瞬间的高压。而开关电源的过载性能不好，会保护关断，且其精密的稳压性能又不需要，有时可能造成开关电源和驱动器的损坏。可以用常规的环形或R 型变压器变压的直流电源。

10.想用±10V或4~20mA的直流电压来控制步进电机，可以吗？

可以，但需要另外的转换模块。

11.有一个的伺服电机带编码器反馈，可否用只带测速机口的伺服驱动器控制？

可以，需要配一个编码器转测速机信号模块。

12.伺服电机的码盘部分可以拆开吗？

禁止拆开，因为码盘内的石英片很容易破裂，且进入灰尘后，寿命和精度都将无法保，需要专业人员检修。

13.步进和伺服电机可以拆开检修或改装吗？

不要，较好让厂家去做，拆开后没有专业设备很难安装回原样，电机的转定子间的间隙无法保证。磁钢材料的性能被破坏，甚至造成失磁，电机力矩大大下降。

14.伺服控制器能够感知外部负载的变化吗？

如遇到设定阻力时停止、返回或保持一定的推力跟进。

15.可以将国产的驱动器或电机和国外优质的电机或驱动器配用吗？

原则上是可以的，但要搞清楚电机的技术参数后才能配用，否则会大大降低应有的效果，甚至影响长期运行和寿命。较好向供应商咨询后再决定。

16.使用大于额定电压值的直流电源电压驱动电机安全吗？

正常来说这不是问题，只要电机在所设定的速度和电流极限值内运行。因为电机速度与电机线电压成正比，因此选择某种电源电压不会引起过速，但可能发生驱动器等故障。

此外，必须保证电机符合驱动器的较小电感系数要求，而且还要确保所设定的电流极限值小于或等于电机的额定电流。

事实上，如果你能在你设计的装置中让电机跑地比较慢的话 ( **额定电压 ) ，这是很好的。

以较低的电压 ( 因此比较低的速度 ) 运行会使得电刷运转反弹较少，而且电刷 / 换向器磨损较小，比较低的电流消耗和比较长的电机寿命。

另一方面，如果电机大小的限制和性能的要求需要额外的转矩及速度，过度驱动电机也是可以的，但会牺牲产品的使用寿命。

17.如何为应用选择适当的供电电源？

推荐选择电源电压值比较大所需的电压高 10%-50% 。此百分比因 Kt， Ke， 以及系统内的电压降而不同。驱动器的电流值应该足够传送应用所需的能量。记住驱动器的输出电压值与供电电压不同， 因此驱动器输出电流也与输入电流不相同。为确定合适的供电电流，需要计算此应用所有的功率需求，再增加 5% 。按 I = P/V 公式计算即可得到所需电流值。

推荐选择电源电压值比较大所需的电压高 10%-50% 。此百分比因 Kt， Ke， 以及系统内的电压降而不同。驱动器的电流值应该足够传送应用所需的能量。记住驱动器的输出电压值与供电电压不同， 因此驱动器输出电流也与输入电流不相同。为确定合适的供电电流，需要计算此应用所有的功率需求，再增加 5% 。按 I = P/V 公式计算即可得到所需电流值。

18.对于伺服驱动器我可以选择那种工作方式？

不同的模式并不全部存在于所有型号的驱动器中。