电机设计过程涉及一些基本考虑因素,对于启动器,应用环境的要求,什么时候需要什么扭矩和速度,多久需要一次?什么是工作循环?温度和压力等环境条件是什么?即使是高效的电机,永磁同步电机 5kw,如果电机应用错误的领域,其不会发挥大的效率。许多电动机都用于齿轮电动机、齿轮减速器和电动机的组合。齿轮马达以低速提供高扭矩,简言之,齿轮电机在放大扭矩的同时,会吸收电机功率并降低转速,齿轮电机占空比会影响电机的性能额定值,例如连续的占空比。
选择适合工作速度的低摩擦轴承
滚珠或滚柱轴承用于高效电机,它们由一个内外圈和一个包含钢或陶瓷辊或球的保持架组成。外圈与定子相连,内圈与转子相连。当轴旋转时,元件也旋转,并且轴旋转的摩擦力小化。它们使用寿命长,维护成本低。高精度应用允许小的气隙。热收缩和热膨胀会影响轴和轴承座的配合以及内部轴承间隙本隙 。功率输出控制轴尺寸和轴承孔。载荷大小和方向决定轴承尺寸和类型。考虑额外的力,如引起磁力拉力的不对称气隙、失衡力、齿轮的节距误差和推力载荷。对于轴承载荷计算,将轴视为支撑在刚性无力矩支架上的梁。滚珠轴承比滚子轴承更适合高速应用。高速因素包括保持架设计、润滑剂、运行精度、间隙、共振频率和平衡。
轴承需要小的负载,因此滚动元件旋转形成润滑膜而不是滑动,这会提高工作温度并降解润滑油。允许小载荷等于滚珠轴承动态径向载荷额定值的0.01倍。当轴承接近推荐额定值的70%时,这一点尤为重要。了解环境温度范围和正常工作温度范围将有助于确定轴承有效的润滑方法:润滑油或润滑脂,一般情况下考虑的齿轮电机的正常工作温度范围为-25至40°C。合成润滑脂在各种温度范围内具有良好的性能,润滑脂可以简化维护、清洁、减少泄漏和污染保护。
永磁同步电机的调速主要通过改变供电电源的频率来实现。目前常用的变频调速方式有转速闭环恒压频比控制(v/f)、转差频率控制、基于磁场定向的矢量控制(Vector Control)以及直接转矩控制(Direct Torque Control)。
1、矢量控制
1971 年,西门子工程师Balschke 提出矢量控制理论,使交流电机控制理论获得了一次质的飞跃。其基本思想为:以转子磁链旋转空间矢量为参考坐标,将定子电流分解为相互正交的两个分量,一个与磁链同方向,代表定子电流励磁分量,永磁同步电机 220v,另一个与磁链方向正交,代表定子电流转矩分量,分别对它们进行控制,获得像直流电动机一样良好的动态特性。因其控制结构简单,永磁同步电机,控制软件实现较容易,已被广泛应用到调速系统中。但矢量控制方法在实现时要进行复杂的坐标变换,并需准确观测转子磁链,而且对电机的参数依赖性很大,难以保证完全解耦,使控制效果大打折扣。采用矢量控制理论进行控制时,永磁同步电机额定功率,具有和直流电动机类似的特性。矢量控制的优点在于调速范围宽,动态性能较好。不足之处是按转子磁链定向会受电动机参数变化的影响而失真,从而降低了系统的调速性能。解决方法是采用智能化调节器可以提高系统的调速性能和鲁棒性。
什么是伺服电机?有几种类型?工作特点是什么?
答:伺服电动机又称执行电动机,在自动控制系统中用作执行元件,把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。
伺服电机分为直流和交流伺服电动机两大类,其主要特点是,当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降。
交流伺服电机和无刷直流伺服电机在性能上有什么区别?
答:交流伺服电机的性能要好一些,因为交流伺服是正弦波控制,转矩脉动小;而无刷直流伺服是梯形波控制。但无刷直流伺服实现控制比较简单,便宜。
永磁交流伺服驱动技术的迅猛发展使直流伺服系统面临被淘汰的危机[/p][p=30, 2, left]20世纪80年代以来,随着集成电路、电力电子技术和交流可变速驱动技术的发展,永磁交流伺服驱动技术有了**的发展,各国电气厂商相继不断推出新的交流伺服电机和伺服驱动器系列产品。交流伺服系统已成为当代高性能伺服系统的主要发展方向,使直流伺服系统面临被淘汰的危机。