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產(chǎn)品問答

一、關(guān)于步進電機的好壞測試

一般先不接驅(qū)動,手動轉(zhuǎn)動電機轉(zhuǎn)軸,感覺一下是否轉(zhuǎn)動順暢。正常不說,手動轉(zhuǎn)動電機軸轉(zhuǎn)一圈,阻力應(yīng)該是一樣的。
然后再接驅(qū)動測試,控制信號是共陽方式的,PUL+ 接信號電源,PUL- 接控制信號。如果是共陰方式的,則PUL+接控制信號,PUL- 接信號地。如果驅(qū)動器的控制信號輸入端默認是5V電平的,可以直接把PUL+接5V電源,PUL- 則不斷地地進行碰觸測試,相當(dāng)于手動方式產(chǎn)生脈沖; 只要電機與驅(qū)動的接線是正確的,碰觸時電機是會走一步的。

二、步進電機和交流伺服電機性能比較

步進電機是一種離散運動的裝置,它和現(xiàn)代數(shù)字控制技術(shù)有著本質(zhì)的聯(lián)系。在目前國內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)中,步進電機的應(yīng)用十分廣泛。隨著全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn),交流伺服電機也越來越多地應(yīng)用于數(shù)字控制系統(tǒng)中。為了適應(yīng)數(shù)字控制的發(fā)展趨勢,運動控制系統(tǒng)中大多采用步進電機或全數(shù)字式交流伺服電機作為執(zhí)行電動機。雖然兩者在控制方式上相似(脈沖串和方向信號),但在使用性能和應(yīng)用場合上存在著較大的差異。現(xiàn)就二者的使用性能作一比較。
一、控制精度不同
兩相混合式步進電機步距角一般為3.6°、 1.8°,五相混合式步進電機步距角一般為0.72 °、0.36°。也有一些高性能的步進電機步距角更小。如四通公司生產(chǎn)的一種用于慢走絲機床的步進電機,其步距角為0.09°;德國百格拉公司(BERGER LAHR)生產(chǎn)的三相混合式步進電機其步距角可通過撥碼開關(guān)設(shè)置為1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°,兼容了兩相和五相混合式步進電機的步距角。
交流伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。以松下全數(shù)字式交流伺服電機為例,對于帶標(biāo)準(zhǔn)2500線編碼器的電機而言,由于驅(qū)動器內(nèi)部采用了四倍頻技術(shù),其脈沖當(dāng)量為360°/10000=0.036°。對于帶17位編碼器的電機而言,驅(qū)動器每接收217=131072個脈沖電機轉(zhuǎn)一圈,即其脈沖當(dāng)量為360°/131072=9.89秒。是步距角為1.8°的步進電機的脈沖當(dāng)量的1/655。
二、低頻特性不同
步進電機在低速時易出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象。振動頻率與負載情況和驅(qū)動器性能有關(guān),一般認為振動頻率為電機空載起跳頻率的一半。這種由步進電機的工作原理所決定的低頻振動現(xiàn)象對于機器的正常運轉(zhuǎn)非常不利。當(dāng)步進電機工作在低速時,一般應(yīng)采用阻尼技術(shù)來克服低頻振動現(xiàn)象,比如在電機上加阻尼器,或驅(qū)動器上采用細分技術(shù)等。
交流伺服電機運轉(zhuǎn)非常平穩(wěn),即使在低速時也不會出現(xiàn)振動現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能,可涵蓋機械的剛性不足,并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機能(FFT),可檢測出機械的共振點,便于系統(tǒng)調(diào)整。
三、矩頻特性不同
步進電機的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降,且在較高轉(zhuǎn)速時會急劇下降,所以其最高工作轉(zhuǎn)速一般在300~600RPM。交流伺服電機為恒力矩輸出,即在其額定轉(zhuǎn)速(一般為2000RPM或3000RPM)以內(nèi),都能輸出額定轉(zhuǎn)矩,在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出。
四、過載能力不同
步進電機一般不具有過載能力。交流伺服電機具有較強的過載能力。以松下交流伺服系統(tǒng)為例,它具有速度過載和轉(zhuǎn)矩過載能力。其最大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的三倍,可用于克服慣性負載在啟動瞬間的慣性力矩。步進電機因為沒有這種過載能力,在選型時為了克服這種慣性力矩,往往需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電機,而機器在正常工作期間又不需要那么大的轉(zhuǎn)矩,便出現(xiàn)了力矩浪費的現(xiàn)象。
五、運行性能不同
步進電機的控制為開環(huán)控制,啟動頻率過高或負載過大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,停止時轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象,所以為保證其控制精度,應(yīng)處理好升、降速問題。交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)為閉環(huán)控制,驅(qū)動器可直接對電機編碼器反饋信號進行采樣,內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán),一般不會出現(xiàn)步進電機的丟步或過沖的現(xiàn)象,控制性能更為可靠。
六、速度響應(yīng)性能不同
步進電機從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速(一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn))需要200~400毫秒。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好,以松下MSMA 400W交流伺服電機為例,從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速3000RPM僅需幾毫秒,可用于要求快速啟停的控制場合。
綜上所述,交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進電機。但在一些要求不高的場合也經(jīng)常用步進電機來做執(zhí)行電動機。所以,在控制系統(tǒng)的設(shè)計過程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素,選用適當(dāng)?shù)目刂齐姍C。

三、伺服電機又叫交流伺服電機,交流同步電機;普通電機通常指交流異步電機。主要區(qū)別在于:

1,工作在閉環(huán)反饋和開環(huán)狀態(tài)原理的區(qū)別;
這也是最大的區(qū)別,交流同步電機需要通過電機后端的傳感器及編碼器反饋速度、位置或力矩參考值給配套驅(qū)動器,再由驅(qū)動器實時調(diào)整驅(qū)動電流按用戶指定值來控制電機旋轉(zhuǎn),而異步直流步進電機通常直接由變頻器或調(diào)壓器等裝置直接驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn),并不會對外部干擾因素如力矩過大,負載過重做到動態(tài)調(diào)整,所以前者比后者更高效,高級,節(jié)能,精準(zhǔn)。
2,同步和異步結(jié)構(gòu)的區(qū)別;
交流同步電機結(jié)構(gòu)是定子線圈+磁性轉(zhuǎn)子,它需要通過反饋編碼器的同步信號知道轉(zhuǎn)子變換的磁場,達到精準(zhǔn)控制的目的,而異步電機結(jié)構(gòu)是定子三相線圈星狀或三角結(jié)構(gòu)+轉(zhuǎn)子鐵心,單靠驅(qū)動電壓控制設(shè)定頻率值達到旋轉(zhuǎn)目的的,高級矢量變頻器因為只是對顯示值簡單調(diào)整,并無同步信號要求,故不算真正意義上的閉環(huán)反饋。所以前者比后者更復(fù)雜,絕不能輕易拆卸調(diào)整。
3,專用和通用的區(qū)別;
前者由于受編碼器類型和廠家限制,通常配套的驅(qū)動器不僅按慣量大中小,功率區(qū)分,還按通訊協(xié)議做到了專機專用,就是說一款伺服電機只能對應(yīng)一款驅(qū)動器,不能不同系列不同功率對應(yīng)連接,而交流異步電機通??梢耘涮自诓煌β实淖冾l器上,只要不超過最大轉(zhuǎn)速電流即可。所以,伺服也給維修界帶來了挑戰(zhàn),通常交流同步電機維修技術(shù)含量高,維修成本大,不僅需要搭建多個不同種類和功率的伺服測試平臺,還要積累大量經(jīng)驗。

四、 單相電機不起動的原因

1,繞組燒損了(匝間短路),使得啟動轉(zhuǎn)矩不夠;
2,啟動電容過小,使得啟動轉(zhuǎn)矩不夠。
如果電容還是原來的額定值的電容,且原來能夠順利啟動,且沒有增加新的負載(使用長久后油煙膩住葉片了),則基本上可以肯定是繞組匝間短路了。
用萬用表能簡單的判斷電容是否有嚴重的擊穿故障。用萬用表歐姆檔測量電容兩極的電阻。如果電阻極大,表明電阻未被擊穿,但不能表明電容的容量正常。如果電容容量降低,電機仍然無法啟動。
啟動電容壞,用萬用表正反測無放電,容量消失。放電貨后用電容檔測試容量。
假定電機、電容都好。檢查電源是否有電回路、是否完整。
檢查結(jié)果,電源沒有問題。假定電機正常。檢查電容、及其回路是否完整??梢匀藶橄绒D(zhuǎn)動電機,然后立即通電。此時如果電機是好的,電機就能啟動。那就說明電容或其回路有問題。
如果電容,及其回路正常。用上述方法,電機不轉(zhuǎn)。說明電機有問題。用電表(萬用表)檢查電機線圈是否斷路。

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