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  • 交流伺服电机在彩钢压瓦机自动控制系统中的应用

      控制精度高一般的两相步进电机的步距角为3.6°和1.8°。交流伺服电机由位于电机轴后端的旋转编码器进行精度控制,控制精度有大幅度的提高。

      一、永磁交流伺服电动机的优势

      1、永磁交流伺服电动机相对于传统步进电机的优势

      (1)控制精度高一般的两相步进电机的步距角为3.6°和1.8°。交流伺服电机由位于电机轴后端的旋转编码器进行精度控制,控制精度有大幅度的提高。

      (2)低速性能优越传统的步进电机在低速时经常出现低频振动情况。振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种现象会对机器的正常运转产生非常不利的影响。交流伺服电机由于其设计原理的先进性,在低速时运转也十分平稳。同时新型交流伺服系统还具有共振抑制功能,该功能可对机械的共振点进行自动检测和及时调整。因此交流伺服系统特别适用于对运转稳定性特别高的领域。

      (3)恒功率输出。传统的步进电机随着转速的升高输出力矩会急剧下降,尤其是在高转速的情况下下降尤为剧烈,因此,步进电机的最高工作转速一般不超过600rpm。交流伺服电机的设计为‘值力矩输出,即使在3000rpm的高转速情况下,也可以做到额定转矩输出,保证了交流伺服电机的恒功率输出。

      (4)过载能力强。由于传统的步进电机不具有过载能力,因此在电机选型时为了克服启动时的瞬间惯性力矩,往往会选取转矩较大的电机,使力矩浪费现象严重。而交流伺服电机的过载能力很强。当前先进的交流伺服电机都具有速度过载能力以及转矩过载能力。最大转矩一般可以达到额定转矩的三倍.优异的过载能力可以使用户在同种情况下选用较小的电机,这不仅缩小了系统的体积,还节约了能源和成本。

      (5)运行稳定。由于交流伺服系统的控制方式为闭环控制,驱动器对电机编码器反馈信号直接进行采样分析,在电机内部构成位置环和速度环。有效避免了传统步进电机的丢步或过冲的现象,电机的可控性能优越。

      2、永磁交流伺服电动机相对于直流伺服电机的优势

      直流伺服电机由于其设计缺陷使其机械结构复杂、维护工作量大,同时在电机的运行过程中转子容易发热,严重影响了与其匹配的其他机械设备的精度,这些缺陷极大限制了其应用范围,尤其是不能应用到高速及大容量的领域,此外,机械换向器则时直流伺服系统发展的严重技术障碍。

      交流伺服电机的设计避免了直流伺服电机以上的一系列缺点,尤其是交流伺服电机的强过载性能以及低惯性使得交流伺服系统更具有明显的优越性。因此,交流伺服系统更适合在工厂自动化为代表的大容量领域应用。

      二、交流伺服电机的应用提高了彩钢压瓦机自动控制系统的性能

      由于交流伺服电机的出现和大规模应用,极大提升了伺服系统技术性能,同时也相应提升了应用交流伺服系统的自动控制系统的性能,下面结合交流伺服系统应用最广泛的数控彩钢压瓦机领域对其性能的提升来进行简要分析。

      (1)提高了控制精度。基于数控彩钢压瓦机不能像普通彩钢压瓦机那样进行手动操作来对误差进行调整和补偿,所以数控彩钢压瓦机对精度的要求非常高。

      (2)大范围调速。使用交流伺服系统的数控彩钢压瓦机的进给速度能在0~240m/min的范围内连续可调,调节范围比一般数控彩钢压瓦机大十倍以上。

      (3)快速响应能力。快速响应是现代数控彩钢压瓦机的一个重要指标。目前,利用交流伺服系统的数控彩钢压瓦机的速度从零到最大的时间可以控制在几十毫秒以内,并且在速度变化时没有超调现象发生。同时,是当负载发生急剧变化时,系统能在极短的时间内恢复,且无震荡。

      (4)低速时也能有较大的转矩输出。因为数控彩钢压瓦机要经常在低速度情况下进行切削作业,所以低速条件下的转矩输出就显得十分重要。由于交流伺服电机具有恒功率输出特性,所以采用交流伺服系统的现代数控彩钢压瓦机在低速条件下的纵向和横向的驱动力矩性能十分优异。同时还缩短了传动链和减小了传动摩擦提高了彩钢压瓦机的效率。


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