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力士樂REXROTH伺服電動(dòng)機(jī)工作原理

最近更新時(shí)間：2018-11-8

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力士樂REXROTH伺服電動(dòng)機(jī)工作原理
1、伺服系統(tǒng)（servomechanism）是使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(biāo)（或給定值）的任意變化的自動(dòng)控制系統(tǒng)。伺服主要靠脈沖來定位，基本上可以這樣理解，伺服電機(jī)接收到1個(gè)脈沖，就會(huì)旋轉(zhuǎn)1個(gè)脈沖對應(yīng)的角度，從而實(shí)現(xiàn)位移，因?yàn)椋欧姍C(jī)本身具備發(fā)出脈沖的功能，所以伺服電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，都會(huì)發(fā)出對應(yīng)數(shù)量的脈沖，這樣，和伺服電機(jī)接受的脈沖形成了呼應(yīng)，或者叫閉環(huán)，如此一來，系統(tǒng)就會(huì)知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機(jī)，同時(shí)又收了多少脈沖回來，這樣，就能夠很的控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)的定位，可以達(dá)到0.001mm。直流伺服電機(jī)分為有刷和無刷電機(jī)。有刷電機(jī)成本低，結(jié)構(gòu)簡單，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍寬，控制容易，需要維護(hù)，但維護(hù)不方便（換碳刷），產(chǎn)生電磁干擾，對環(huán)境有要求。因此它可以用于對成本敏感的普通工業(yè)和民用場合。
無刷電機(jī)體積小，重量輕，出力大，響應(yīng)快，速度高，慣量小，轉(zhuǎn)動(dòng)平滑，力矩穩(wěn)定。控制復(fù)雜，容易實(shí)現(xiàn)智能化，其電子換相方式靈活，可以方波換相或正弦波換相。電機(jī)免維護(hù)，效率很高，運(yùn)行溫度低，電磁輻射很小，長壽命，可用于各種環(huán)境。
2、交流伺服電機(jī)也是無刷電機(jī)，分為同步和異步電機(jī)，目前運(yùn)動(dòng)控制中一般都用同步電機(jī)，它的功率范圍大，可以做到很大的功率。大慣量，高轉(zhuǎn)動(dòng)速度低，且隨著功率增大而快速降低。因而適合做低速平穩(wěn)運(yùn)行的應(yīng)用。
3、伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動(dòng)器控制的U/V/W三相電形成電磁場，轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)電機(jī)自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度（線數(shù)）。
交流伺服電機(jī)和無刷直流伺服電機(jī)在功能上的區(qū)別：交流伺服要好一些，因?yàn)槭钦也刂疲D(zhuǎn)矩脈動(dòng)小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比較簡單，便宜。
、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)
步進(jìn)電動(dòng)機(jī)主要應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床制造領(lǐng)域，由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)不需要A/D轉(zhuǎn)換，能夠直接將數(shù)字脈沖信號轉(zhuǎn)化成為角位移，所以一直被認(rèn)為是理想的數(shù)控機(jī)床執(zhí)行元件。
除了在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用，步進(jìn)電機(jī)也可以用在其他的機(jī)械上，比如作為自動(dòng)送料機(jī)中的馬達(dá)，作為通用的軟盤驅(qū)動(dòng)器的馬達(dá)，也可以應(yīng)用在打印機(jī)和繪圖儀中。
、力矩電動(dòng)機(jī)
力矩電動(dòng)機(jī)具有低轉(zhuǎn)速和大力矩的特點(diǎn)。一般在紡織工業(yè)中經(jīng)常使用交流力矩電動(dòng)機(jī)，其工作原理和結(jié)構(gòu)和單相異步電動(dòng)機(jī)的相同。
、開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)
開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)是一種新型調(diào)速電動(dòng)機(jī)，結(jié)構(gòu)極其簡單且堅(jiān)固，成本低，調(diào)速性能優(yōu)異，是傳統(tǒng)控制電動(dòng)機(jī)強(qiáng)有力競爭者，具有強(qiáng)大的市場潛力。
、無刷直流電動(dòng)機(jī)
無刷直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性的線性度好，調(diào)速范圍廣，壽命長，維護(hù)方便噪聲小，不存在因電刷而引起的一系列問題，所以這種電動(dòng)機(jī)在控制系統(tǒng)中有很大的應(yīng)用。
、直流電動(dòng)機(jī)
直流電動(dòng)機(jī)具有調(diào)速性能好、起動(dòng)容易、能夠載重起動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，所以直流電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用仍然很廣泛，尤其在可控硅直流電源出現(xiàn)以后。
、異步電動(dòng)機(jī)
異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單，制造、使用和維護(hù)方便，運(yùn)行可靠以及質(zhì)量較小，成本較低等優(yōu)點(diǎn)。異步電動(dòng)機(jī)主要廣泛應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)機(jī)床、水泵、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、起重卷揚(yáng)設(shè)備、礦山機(jī)械、輕工機(jī)械、農(nóng)副產(chǎn)品加工機(jī)械等大多數(shù)工農(nóng)生產(chǎn)機(jī)械以及家用電器和醫(yī)療器械等。
在家用電器中應(yīng)用比較多，例如電扇、電冰箱、空調(diào)、吸塵器等。
、同步電動(dòng)機(jī)
同步電動(dòng)機(jī)主要用于大型機(jī)械，如鼓風(fēng)機(jī)、水泵、球磨機(jī)、壓縮機(jī)、軋鋼機(jī)以及小型、微型儀器設(shè)備或者充當(dāng)控制元件。其中三相同步電動(dòng)機(jī)是其主體。此外，還可以當(dāng)調(diào)相機(jī)使用，向電網(wǎng)輸送電感性或者電容性無功功率。
保養(yǎng)方法
專業(yè)電機(jī)保養(yǎng)維修中心電機(jī)保養(yǎng)流程：清洗定轉(zhuǎn)子--更換碳刷或其他零部件--真空F級壓力浸漆--烘干--校動(dòng)平衡。
、使用環(huán)境應(yīng)經(jīng)常保持干燥，電動(dòng)機(jī)表面應(yīng)保持清潔，進(jìn)風(fēng)口不應(yīng)受塵土、纖維等阻礙。
、當(dāng)電動(dòng)機(jī)的熱保護(hù)連續(xù)發(fā)生動(dòng)作時(shí)，應(yīng)查明故障來自電動(dòng)機(jī)還是超負(fù)荷或保護(hù)裝置整定值太低，消除故障后，方可投入運(yùn)行。
、應(yīng)保證電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中良好的潤滑。一般的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行5000小時(shí)左右，即應(yīng)補(bǔ)充或更換潤滑脂，運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)軸承過熱或潤滑變質(zhì)時(shí)，液壓及時(shí)換潤滑脂。更換潤滑脂時(shí)，應(yīng)清除舊的潤滑油，并有汽油洗凈軸承及軸承蓋的油槽，然后將ZL-3鋰基脂填充軸承內(nèi)外圈之間的空腔的1/2（對2極）及2/3（對4、6、8極）。
、當(dāng)軸承的壽命終了時(shí)，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的振動(dòng)及噪聲將明顯增大，檢查軸承的徑向游隙達(dá)到下列值時(shí)，即應(yīng)更換軸承。
、拆卸電動(dòng)機(jī)時(shí)，從軸伸端或非伸端取出轉(zhuǎn)子都可以。如果沒有必要卸下風(fēng)扇，還是從非軸伸端取出轉(zhuǎn)子較為便利，從定子中抽出轉(zhuǎn)子時(shí)，應(yīng)防止損壞定子繞組或絕緣。
、更換繞組時(shí)必須記下原繞組的形式，尺寸及匝數(shù)，線規(guī)等，當(dāng)失落了這些數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)向制造廠索取，隨意更改原設(shè)計(jì)繞組，常常使電動(dòng)機(jī)某項(xiàng)或幾項(xiàng)性能惡化，甚至于無法使用。
保護(hù)器
電機(jī)保護(hù)器的作用是給電機(jī)全面的保護(hù)，在電機(jī)出現(xiàn)過載、缺相、堵轉(zhuǎn)、短路、過壓、欠壓、漏電、三相不平衡、過熱、軸承磨損、定轉(zhuǎn)子偏心時(shí)，予以報(bào)警或保護(hù)的裝置。
電機(jī)保護(hù)常識
、電機(jī)比過去更容易燒毀：由于絕緣技術(shù)的不斷發(fā)展，
在電機(jī)的設(shè)計(jì)上既要求增加出力，又要求減小體積，使新型電機(jī)的熱容量越來越小，過負(fù)荷能力越來越弱；再由于生產(chǎn)自動(dòng)化程度的提高，要求電機(jī)經(jīng)常運(yùn)行在頻繁的起動(dòng)、制動(dòng)、正反轉(zhuǎn)以及變負(fù)荷等多種方式，對電機(jī)保護(hù)裝置提出了更高的要求。另外，電機(jī)的應(yīng)用面更廣，常工作于環(huán)境極為惡劣的場合，如潮濕、高溫、多塵、腐蝕等場合。所有這些，造成了電機(jī)更容易損壞，尤其是過載、短路、缺相、掃膛等故障出現(xiàn)頻率高。
、傳統(tǒng)的保護(hù)裝置保護(hù)效果不甚理想：傳統(tǒng)的電機(jī)保護(hù)裝置以熱繼電器為主，但熱繼電器靈敏度低、誤差大、穩(wěn)定性差，保護(hù)不可靠。事實(shí)也是這樣，盡管許多設(shè)備安裝了熱繼電器，但電機(jī)損壞而影響正常生產(chǎn)的現(xiàn)象仍普遍存在。
、電機(jī)保護(hù)的發(fā)展現(xiàn)狀：電機(jī)保護(hù)器已由過去的機(jī)械式發(fā)展為電子式和智能型，可直接顯示電機(jī)的電流、電壓、溫度等參數(shù)，靈敏度高，可靠性高，功能多，調(diào)試方便，保護(hù)動(dòng)作后故障種類一目了然，既減少了電機(jī)的損壞，又極大方便了故障的判斷，有利于生產(chǎn)現(xiàn)場的故障處理和縮短恢復(fù)生產(chǎn)時(shí)間。另外，利用電機(jī)氣隙磁場進(jìn)行電機(jī)偏心檢測技術(shù)，使電機(jī)磨損狀態(tài)在線監(jiān)測成為可能，通過曲線顯示電機(jī)偏心程度的變化趨勢，可早期發(fā)現(xiàn)軸承磨損和走內(nèi)圓、走外圓等故障，做到早發(fā)現(xiàn)，早處理，避免掃膛事故發(fā)生。
．保護(hù)器選擇的原則：合理選用電機(jī)保護(hù)裝置，實(shí)現(xiàn)既能充分發(fā)揮電機(jī)的過載能力，又能免于損壞，從而提高電力拖動(dòng)系統(tǒng)的可靠性和生產(chǎn)的連續(xù)性。具體的功能選擇應(yīng)綜合考慮電機(jī)的本身的價(jià)值、負(fù)載類型、使用環(huán)境、電機(jī)主體設(shè)備的重要程度、電機(jī)退出運(yùn)行是否對生產(chǎn)系統(tǒng)造成嚴(yán)重影響等因素，力爭做到經(jīng)濟(jì)合理。
、理想的電機(jī)保護(hù)器：理想的電機(jī)保護(hù)器不是功能多，應(yīng)該滿足現(xiàn)場實(shí)際需求，做到經(jīng)濟(jì)性和可靠性的統(tǒng)一，具有較高的性能價(jià)格比。根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況合理地選擇保護(hù)器的種類、功能，同時(shí)考慮保護(hù)器安裝、調(diào)整、使用簡單方便，更重要的是要選擇高質(zhì)量的保護(hù)器。
電機(jī)保護(hù)器的選型規(guī)則
選型基本原則：市場上電機(jī)保護(hù)產(chǎn)品未有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，型號規(guī)格五花八門。制造廠商為了滿足用戶不同的使用需求派生出很多的系列產(chǎn)品，種類繁多，給廣大用戶選型帶來諸多不便；用戶在選型時(shí)應(yīng)充分考慮電機(jī)保護(hù)實(shí)際需求，合理選擇保護(hù)功能和保護(hù)方式，才能達(dá)到良好的保護(hù)效果，達(dá)到提高設(shè)備運(yùn)行可靠性，減少非計(jì)劃停車，減少事故損失的目的。
選型的基該方法：與選型有關(guān)的條件有關(guān)
電機(jī)參數(shù)：要先了解電機(jī)的規(guī)格型號、功能特性、防護(hù)型式、額定電壓、額定電流、額定功率、電源頻率、絕緣等級等。這些內(nèi)容基本能給用戶正確選擇保護(hù)器提供了參考依據(jù)。
環(huán)境條件：主要指常溫、高溫、高寒、腐蝕度、震動(dòng)度、風(fēng)沙、海拔、電磁污染等。
電機(jī)用途：主要指拖動(dòng)機(jī)械設(shè)備要求特點(diǎn)，如風(fēng)機(jī)、水泵、空壓機(jī)、車床、油田抽油機(jī)等不同負(fù)載機(jī)械特性。
控制方式：控制模式有手動(dòng)、自動(dòng)、就地控制、遠(yuǎn)程控制、單機(jī)獨(dú)立運(yùn)行、生產(chǎn)線集中控制等情況。啟動(dòng)方式有直接、降壓、星角、頻敏變阻器、變頻器、軟起動(dòng)等。
其他方面：用戶對現(xiàn)場生產(chǎn)監(jiān)護(hù)管理情況，非正常性的停機(jī)對生產(chǎn)影響的嚴(yán)重程度等。
與保護(hù)器的選用相關(guān)的因素還有很多，如安裝位置、電源情況、配電系統(tǒng)情況等；還要考慮是對新購電機(jī)配置保護(hù)，還是對電機(jī)保護(hù)升級，還是對事故電機(jī)保護(hù)的完善等；還要考慮電機(jī)保護(hù)方式改變的難度和對生產(chǎn)影響程度；需根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際工作條件綜合考慮保護(hù)器的選型和調(diào)整。
電機(jī)保護(hù)器的常見類型
熱繼電器：普通小容量交流電機(jī)，工作條件良好，不存在頻繁啟動(dòng)等惡劣工況的場合；由于精度較差，可靠性不能保證，不推薦使用。
電子型：檢測三相電流值，整定電流值采用電位器或拔碼開關(guān)，電路一般采用模擬式，采用反時(shí)限或定時(shí)限工作特性。保護(hù)功能包括過載、缺相、堵轉(zhuǎn)等，故障類型采用指示燈顯示，運(yùn)行電量采用數(shù)碼管顯示。
智能型：檢測三相電流值，保護(hù)器使用單片機(jī)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)智能化綜合保護(hù)，集保護(hù)、測量、通訊、顯示為一體。整定電流采用數(shù)字設(shè)定，通過操作面板按鈕來操作，用戶可以根據(jù)電機(jī)具體情況在現(xiàn)場對各種參數(shù)修正設(shè)定；采用數(shù)碼管作為顯示窗口，或采用大屏幕液晶顯示，能支持多種通訊協(xié)議，如ModBUS、ProfiBUS等，價(jià)格相對較高，用于較重要場合；高壓電機(jī)保護(hù)均采用智能型保護(hù)裝置。
熱保護(hù)型：在電機(jī)中埋入熱元件，根據(jù)電動(dòng)機(jī)繞組的溫度進(jìn)行保護(hù)，保護(hù)效果好；但電機(jī)容量較大時(shí)，需與電流監(jiān)測型配合使用，避免電機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)溫度急劇上升時(shí)，由于測溫元件的滯后性，導(dǎo)致電機(jī)繞組受損。
磁場溫度檢測型：在電機(jī)中埋入磁場檢測線圈和測溫元件，根據(jù)電機(jī)內(nèi)部旋轉(zhuǎn)磁場的變化和溫度的變化進(jìn)行保護(hù)，主要功能包括過載、堵轉(zhuǎn)、缺相、過熱保護(hù)和磨損監(jiān)測，保護(hù)功能完善，缺點(diǎn)是需在電機(jī)內(nèi)部安裝磁場檢測線圈和溫度傳感器。
、保護(hù)器類型的選擇
）對于工作條件要求不高、操作控制簡單，停機(jī)對生產(chǎn)影響不大的單機(jī)獨(dú)立運(yùn)行電機(jī)，可選用普通型保護(hù)器，因普通型保護(hù)器結(jié)構(gòu)簡單，在現(xiàn)場安裝接線、替換方便，操作簡單，具有性價(jià)比高等特點(diǎn)。
）對于工作條件惡劣，對可靠性要求高，特別是涉及自動(dòng)化生產(chǎn)線的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)選用中、功能較全的智能型保護(hù)器。
）對于防爆電機(jī)，由于軸承磨損造成偏心，可能導(dǎo)致防爆間隙處摩擦出現(xiàn)高溫，產(chǎn)生爆炸危險(xiǎn)，應(yīng)選擇磨損狀態(tài)監(jiān)測功能。對于大容量高壓潛水泵等特殊設(shè)備，由于檢查維護(hù)困難，也應(yīng)選擇磨損狀態(tài)監(jiān)測功能，同時(shí)監(jiān)測軸承的溫度，避免發(fā)生掃膛事故造成重大經(jīng)濟(jì)損失。
）應(yīng)用于有防爆要求場所的保護(hù)器，要根據(jù)應(yīng)用現(xiàn)場的具體要求，選用相應(yīng)的防爆型保護(hù)器，避免安全事故發(fā)生。
常見故障
在家用電器設(shè)備中，如電扇、電冰箱、洗衣機(jī)、抽油煙機(jī)、吸塵器等，其工作動(dòng)力均采用單相交流電動(dòng)機(jī)。這種電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)較簡單，因此有些常見故障可在業(yè)余條件下進(jìn)行修復(fù)。
電動(dòng)機(jī)通電后不啟動(dòng)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速慢而無力，電動(dòng)機(jī)外殼帶電，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)溫升加劇，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行噪聲大，機(jī)身過熱。

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