伺服电机在现代工业自动化领域可以说是使用非常广泛。它们凭借高精度、高响应速度以及稳定的性能完胜步进电机,为各种工业设备提供了强大的动力支持,是各类工业设备的核心。接下来,我们将从伺服电机的构成来了解一下伺服电机的选型。
在伺服电机的众多分类中,从编码器类型、惯量大小、轴的类型,到驱动器的形式,以及连接线的类型等方面都有着不同的分类和选择。
1、编码器类型
伺服电机从编码器角度可以分为绝对式和增量式两大类。其中,绝对式编码器又进一步分为电池式和无电池式。
绝对式编码器:
- 电池式:电池式绝对式编码器使用电池来保存电机的位置信息。即使电源断开,由于有电池供电,编码器也能保持对电机位置的记忆。像三菱,松下,台达的编码器就是无电池编码器,通过外加电池实现绝对值功能,不加电池就是增量式功能,这种编码器适用于需要长时间运行且频繁断电的场合,因为它能够确保在电源恢复后电机能够准确地回到之前的位置,无需进行原点回归操作。
- 无电池式:无电池式绝对式编码器则通过机械或磁性方式记录电机的位置信息,无需电池供电。它们具有较长的使用寿命和较低的维护成本。虽然它们在电源断开后无法保持位置信息,但在许多应用中,这并不会成为问题,因为它们可以在重新上电后通过其他方式(如初始化序列)确定当前位置。
增量式编码器:通过记录电机转动的相对位移来确定位置,它需要借助初始位置信息(回原点)才能准确定位,比较麻烦。
2、惯量大小
伺服电机又可以根据惯量大小分为大、中、小惯量三种类型。
- 大惯量电机:具有较好的稳定性和重载能力,适合在高速运转和大负载条件下工作。
- 小惯量电机:具有更高的响应速度和加速度,适用于需要快速响应和精确控制的场合。
3、轴的类型
伺服电机的轴有多种类型,包括带油封、不带油封、开键槽以及打孔等。
- 带油封的轴:能够防止润滑油泄漏,适用于需要长期稳定运行且工作环境较为恶劣的场合。
- 开键槽和打孔的轴:方便与其他机械部件的连接和固定。
4、驱动器类型
驱动器作为伺服电机的重要组成部分,分为脉冲型和总线型两种类型。
- 脉冲型驱动器:通过接收脉冲信号来控制电机的转动,适用于简单的控制需求。
- 脉冲控制的话通常有以下几种方式:
- 1,正反转脉冲:通过不同的脉冲输出,来控制正反两个方向
- 2,脉冲 方向:通过脉冲高速输出和方向型号来运行,这种控制方案的优点是可以节约高速脉冲输出点。
- 3,AB相脉冲:又称之为差分输出
- 总线型驱动器:支持更高级别的通信协议,能够实现更复杂的控制和监控功能。
- 目前市面上常用的协议有:EtherCAT,Can,profinet,Modbus,以及各类厂家未开放的通讯协议等。
5、连接线类型
驱动器和电机之间的连接通常包括动力线、编码线和刹车线。
- 动力线:负责传输电能以驱动电机运转。
- 编码线:用于传输编码器的位置信息,部分编码器线可以加电池,具体取决于电机的型号。
- 刹车线:用于在需要时对电机进行制动(适用于带刹车的电机)。
6、与外部设备的连接
驱动器和外部设备如限位开关、急停按钮以及PLC等之间的连接通常通过IO接头实现。这种连接方式使得驱动器能够接收来自外部设备的控制信号,并根据这些信号调整电机的运行状态,从而实现与外部设备的协同工作。
除此之外,常用的配件还包括再生电阻等产品,以及伺服电机的扭矩计算,我们将会在下文中进行介绍。
综上所述,伺服电机在工业自动化领域的应用广泛且多样。在选择伺服电机时,需要根据具体的应用场景和需求来综合考虑编码器类型(包括电池式和无电池式绝对式编码器)、惯量大小、轴的类型、驱动器类型以及连接线类型等因素。只有选择合适的伺服电机和配置,才能确保工业设备的稳定运行和高效生产。