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伺服電機(servo motor )是指在伺服系統中控制機械元件運轉的發動機,是一種補助馬達間接變速裝置。
伺服電機可使控制速度,位置精度非常準確,可以將電壓信號轉化為轉矩和轉速以驅動控制對象。伺服電機轉子轉速受輸入信號控制,并能快速反應,在自動控制系統中,用作執行元件,且具有機電時間常數小、線性度高、始動電壓等特性,可把所收到的電信號轉換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動機兩大類,其主要特點是,當信號電壓為零時無自轉現象,轉速隨著轉矩的增加而勻速下降。
自從德國MANNESMANN的Rexroth公司的Indramat分部在1978年漢諾威貿易博覽會交流伺服電機(圖二)上正式推出MAC永磁交流伺服電動機和驅動系統,這標志著此種新一代交流伺服技術已進入實用化階段。到20世紀80年代中后期,各公司都已有完整的系列產品。整個伺服裝置市場都轉向了交流系統。早期的模擬系統在諸如零漂、抗干擾、可靠性、精度和柔性等方面存在不足,尚不能*運動控制的要求,近年來隨著微處理器、新型數字信號處理器(DSP)的應用,出現了數字控制系統,控制部分可*由軟件進行,分別稱為直流伺服系統、三相永磁交流伺服系統。
到目前為止,高性能的電伺服系統大多采用永磁同步型交流伺服電動機,控制驅動器多采用快速、準確定位的全數字位置伺服系統。典型生產廠家如德國西門子、美國科爾摩根和日本松下及安川等公司。
日本安川電機制作所推出的小型交流伺服電動機和驅動器,其中D系列適用于數控機床(轉速為1000r/min,力矩為0.25~2.8N.m),R系列適用于機器人(轉速為3000r/min,力矩為0.016~0.16N.m)。之后又推出M、F、S、H、C、G 六個系列。20世紀90年代先后推出了新的D系列和R系列。由舊系列矩形波驅動、8051單片機控制改為正弦波驅動、80C、154CPU和門陣列芯片控制,力矩波動由24%降低到7%,并提高了可靠性。這樣,只用了幾年時間形成了八個系列(功率范圍為0.05~6kW)較完整的體系,滿足了工作機械、搬運機構、焊接機械人、裝配機器人、電子部件、加工機械、印刷機、高速卷繞機、繞線機等的不同需要。
以生產機床數控裝置而著名的日本發那科(Fanuc)公司,在20世紀80年代中期也推出了S系列(13個規格)和L系列(5個規格)的永磁交流伺服電動機。L系列有較小的轉動慣量和機械時間常數,適用于要求特別快速響應的位置伺服系統。
日本其他廠商,例如:三菱電動機(HC-KFS、HC-MFS、HC-SFS、HC-RFS和HC-UFS系列)、東芝精機(SM系列)、大隈鐵工所(BL系列)、三洋電氣(BL系列)、立石電機(S系列)等眾多廠商也進入了永磁交流伺服系統的競爭行列。
德國力士樂公司(Rexroth)的Indramat分部的MAC系列交流伺服電動機共有7個機座號92個規格。
德國西門子(Siemens)公司的IFT5系列三相永磁交流伺服電動機分為標準型和短型兩大類,共8個機座號98種規格。據稱該系列交流伺服電動機與相同輸出力矩的直流伺服電動機IHU系列相比,重量只有后者的1/2,配套的晶體管脈寬調制驅動器6SC61系列,多的可供6個軸的電動機控制。
德國博世(BOSCH)公司生產鐵氧體永磁的SD系列(17個規格)和稀土永磁的SE系列(8個規格)交流伺服電動機和Servodyn SM系列的驅動控制器。
美國著名的伺服裝置生產公司Gettys曾一度作為Gould 電子公司一個分部(Motion Control Division),生產M600系列的交流伺服電動機和A600 系列的伺服驅動器。后合并到AEG,恢復了Gettys名稱,推出A700全數字化的交流伺服系統。
美國A-B(ALLEN-BRADLEY)公司驅動分部生產1326型鐵氧體永磁交流伺服電動機和1391型交流PWM伺服控制器。電動機包括3個機座號共30個規格。
I.D.(Industrial Drives)是美國著名的科爾摩根(Kollmorgen)的工業驅動分部,曾生產BR-210、BR-310、BR-510 三個系列共41個規格的無刷伺服電動機和BDS3型伺服驅動器。自1989年起推出了全新系列設計的摻鶼盜袛(Goldline)永磁交流伺服電動機,包括B(小慣量)、M(中慣量)和EB(防爆型)三大類,有10、20、40、60、80五種機座號,每大類有42個規格,全部采用釹鐵硼永磁材料,力矩范圍為0.84~111.2N.m,功率范圍為0.54~15.7kW。配套的驅動器有BDS4(模擬型)、BDS5(數字型、含位置控制)和Smart Drive(數字型)三個系列,大連續電流55A。Goldline系列代表了當代永磁交流伺服技術水平。
愛爾蘭的Inland原為Kollmorgen在國外的一個分部,現合并到AEG,以生產直流伺服電動機、直流力矩電動機和伺服放大器而聞名。生產BHT1100、2200、3300三種機座號共17種規格的SmCo永磁交流伺服電動機和八種控制器。
法國Alsthom集團在巴黎的Parvex工廠生產LC系列(長型)和GC系列(短型)交流伺服電動機共14個規格,并生產AXODYN系列驅動器。
原蘇聯為數控機床和機器人伺服控制開發了兩個系列的交流伺服電動機。其中ДBy系列采用鐵氧體永磁,有兩個機座號,每個機座號有3種鐵心長度,各有兩種繞組數據,共12個規格,連續力矩范圍為7~35N.m。2ДBy系列采用稀土永磁,6個機座號17個規格,力矩范圍為0.1~170N.m,配套的是3ДБ型控制器。
近年日本松下公司推出的全數字型MINAS系列交流伺服系統,其中永磁交流伺服電動機有MSMA系列小慣量型,功率從0.03~5kW,共18種規格;中慣量型有MDMA、MGMA、MFMA三個系列,功率從0.75~4.5kW,共23種規格,MHMA系列大慣量電動機的功率范圍從0.5~5kW,有7種規格。
韓國三星公司近年開發的全數字永磁交流伺服電動機及驅動系統,其中FAGA交流伺服電動機系列有CSM、CSMG、CSMZ、CSMD、CSMF、CSMS、CSMH、CSMN、CSMX多種型號,功率從15W~5kW。
現在常采用(Powerrate)這一綜合指標作為伺服電動機的品質因數,衡量對比各種交直流伺服電動機和步進電動機的動態響應性能。功率變化率表示電動機連續(額定)力矩和轉子轉動慣量之比。
按功率變化率進行計算分析可知,永磁交流伺服電動機技術指標以美國I.D 的Goldline系列為,德國Siemens的IFT5系列次之。
Vogel DS-W20-4
Vogel DU 56N2075-50+MDF IEC60034 3N MotS1 50Hz 0.075KW 2700r/min
Vogel DU56N2075+140 電機
Vogel DU56N2075-50+29E 電機
Vogel FB30J2M04H030006BD4140AF07 潤滑裝置
Vogel Id.Nr.302582 齒輪箱
Vogel id.Nr.302584 Typ MKSH4 齒輪箱
Vogel ID:203253 L25 i=1.0 BA30 齒輪箱
Vogel IEC60034 (du56n2075+298)
Vogel KFA10-W + KFA1U1 04-059.948
Vogel L 300
Vogel L100/1,0/BA30 齒輪箱
Vogel L200/1.0/ba30
Vogel L23 i=1.0 Nr.202972 齒輪箱
Vogel LC3002-I 471 IG54-20-S4
Vogel MA-2507 MVF5-22222
Vogel MFE2-F-150-S6
Vogel MFE2-F180-2000+299 潤滑泵
Vogel MFE2-S13+100 齒輪泵
Vogel MFE2-S13-140
Vogel MFE5-BW3-2+299 齒輪箱
Vogel MFE5-BW7-V64V+1FV
Vogel MFE5-KW3-2-S83+299 電機
Vogel MFE5-KW3-2-S83-299
Vogel MH400 ID:289243 齒輪箱
Vogel MH400/ID:299322 齒輪箱
Vogel MKL2-KW3-23042
Vogel MKSHF 32 479029 002, 300941, 減速機
Vogel MKU11-KW2-K005 齒輪泵
Vogel MKU2-KW3-20003+428 齒輪泵
Vogel MKU2-KW6-20006+428 齒輪泵
Vogel ML 25 Nr 241348
Vogel ML23 Nr 234607
Vogel ML250 齒輪箱
Vogel MP16 齒輪箱
Vogel MP30/ID:265238 齒輪箱
Vogel MPR200 Nr:297333 齒輪箱
Vogel PMS11C-550A959+140,2753R
Vogel PMS9C-550+100
Vogel PRT22H450A903+140 Fabr-Nr:0000698662
Vogel PSG2/0306Z12/00A1 24-3720-3582
Vogel PSR0420GG567L26BA 潛水泵
Vogel PSR0420GG567L26BA 潛水泵
Vogel PUMPE MFE5-2000+299 230/400V-VOGEL
Vogel PXA0418GGS584M26AA
Vogel SPVS1-4-A-G1/8Z
Vogel TYP OM7 220/380 Y0.52/0.30K 1944 2700R/MIN FLMF12
Vogel TYPE:MKU11-KW5-K005 AC 220V 50HZ 16bar 0.1L/min 23W
Vogel UE2/3,0/ID.NR:239625 齒輪箱
Vogel UE2/I=1/C/E 齒輪箱
Vogel UE2/I=1/C/E/200 齒輪箱
Vogel UE2/i=1/D/E/200 齒輪箱
Vogel UEF2 i=3:1 B/E/122 齒輪箱
Vogel Vogel
Vogel Vogel-ML300 A.-Nr 501196001 id.Nr:293876 i=5.0 BA 50 14/14
Vogel VPBG-6-ZY 步進式(油)分配器
Vogel WS35-2/210MM
Vogel Z M505-3
Vogel ZM2203-S1+100 葉片泵
Vogel ZP1002-S2 齒輪泵
Vogel ZP505 齒輪泵
Vogt x50150075.10 軸套
Vogt X60280090.10 軸套
VOGTLIN FLV-CSSS-SM-I N2:0-265ln/h P1:1.5bar a/P2:1bar a 流量計
Voith 31109-200.4 02/04
Voith 31115-200.4 37/02
Voith 79000900041010/2/06/10/MN
Voith CTO-B45202
Voith D41-6-315AZ-3061S Material THL3196310 Serial Nr. /1137
Voith Digital position sensor+THL.79000900080114 Magnetic scale +THL.79000900040010
Voith DK55.0-6-250P-3215K 流量控制閥
Voith DS-100-PO-300-S-P 251.00003511
Voith DSG-B 05 242 S/N:4242866 P/N:91868280
Voith DSG-B07212 電液轉換器
Voith H68.554010
Voith HS3-ARS-232
Voith HS4-SV1 250.00674410
Voith ICPA5-40-101 內嚙合齒輪泵
Voith IPC /5-/40 H56.542210 00201 48551 /1440
Voith IPC 5/-50/101 H56.542010 00201 48544 /1440
Voith IPC 5-40 601 H56.687710 0020029497/1302
Voith IPC6-125 NR:2460909
Voith IPC6-125 NR:2460913
Voith IPC6-125 H56545010 251707 齒輪泵
Voith IPNL 5-100 141
Voith IPNL/V 5/3-100/6,3 241
Voith IPV /3-/6.3
Voith IPV 5-50 101 齒輪泵
德國VOGEL ZP0905.3.5滾輪
德國VOGEL ZP0905.3.5滾輪