交流伺服电机能做为直流无刷伺服 编码器电机用吗?原理是否一样?

功率直流无刷电机,最全面的功率直流无刷电机文章 - 电子工程世界网
功率直流无刷电机
在电子工程世界为您找到如下关于“功率直流无刷电机”的新闻
功率直流无刷电机资料下载
对新型电动自行车的关键动力部件——直流无刷电机作了深入的剖析与设计。直流无刷电机是一种具有高效率、低磨损、低噪声的新型直流电机机种。文中所介绍的电动自行车中使用的直流无刷电机, 系参考英国Pats2cent re 国际实验室协作设计产品, 采用全电子操纵系统, 电动自行车的最高时速可达25km&h , 1 次充电行程为64km。该电机的功率为350W , 重6kg, 具有自充电与过压过...
对新型电动自行车的关键动力部件———直流无刷电机作了深入的剖析与设计。本文所介绍的电动自行车中使用的直流无刷电机,系参考英国Patscentre 国际实验室协作设计产品,采用全电子操纵系统,电动自行车的最高时速可达25km/ h ,一次充电行程为64km。该电机的功率为350W,重6kg ,具有自充电与过压过流全保护功能,效率可达85 % ,性能综合指标远优于传统的以有刷电机为动力的电动自行车...
介绍了一款低成本单进三出逆变器的设计经验,硬件成本控制在60元人民币以内时,可驱动1 kW以下的三相笼式异步电机。总结了经过近百多次的修改后得到的较为成熟的电路的设计要点,包括微处理器,功率器件,半桥驱动,过流保护,控制方法,试验结果等方面的内容。用该电路实现的变频调速可以因低成本而大大扩展其应用范围,稍加修改后可用于直流无刷电机的驱动。...
介绍了一款低成本单进三出逆变器的设计经验,硬件成本控制在60元人民币以内时,可驱动1 kW以下的三相笼式异步电机。总结了经过近百多次的修改后得到的较为成熟的电路的设计要点,包括微处理器,功率器件,半桥驱动,过流保护,控制方法,试验结果等方面的内容。用该电路实现的变频调速可以因低成本而大大扩展其应用范围,稍加修改后可用于直流无刷电机的驱动。...
本课题来源于重点航空研究项目——某型飞机电动舵机用双余度隔槽嵌放式稀土永磁直流无刷电机的研制,进行双余度无刷直流电机的控制技术及性能研究具有理论意义、工程意义和显著的社会效益和经济效益.论文介绍以AT89C51单片机与SG3525脉宽调制控制器为核心的双余度稀土永磁无刷直流电机试验器的系统硬件结构,并对PWM调速控制、功率驱动输出及GAL逻辑综合等电路进行分析,提出并设计了电流截止负反馈电路实现...
功率直流无刷电机相关帖子
& && & 直流电机主要有直流有刷电机和无刷直流电机两种。
  1.&&有刷直流电机
  直流电机以良好的启动性能、调速性能等优点著称,其中属于直流电机一类的有刷直流电机采用机械换向器,使得驱动方法简单,其模型示意图如图 1.2 所示。
  电机主要由永磁材料制造的定子、绕有线圈绕组的转子(电枢) 、换向器和电刷等构成。只要在...
 Hi-Servo-INT是恒润科技自主研发的快速伺服控制驱动验证模块,该模块支持RCP(快速控制原型仿真)和RHV(快速硬件验证)两种工作模式。集伺服算法的开发验证和真实硬件模块实现验证于一体,为客户提供前期算法仿真和后期硬件实现的验证模块,可有效提高伺服控制系统的开发效率。具有使用方便,性价比高的特点。
支持单轴直流无刷电机、永磁同步电机;
1.在汽车中的应用
汽车上用直流无刷电动机的场合目前主要有车轮驱动、空调器压缩机、空调器鼓风机、净化器、抽气机等。
1.1汽车净化器用直流无刷电动机
汽车净化器多采用直流无刷电动机带动离心式风叶,以排出污浊空气。电动机本体是根据电机电路方案来确定,常用二相桥式换相驱动电路。内定子绕组可以较方便地 绕在铁心齿上。电机做成外转子式结构,定子和定子绕组放在转子内部。换相驱动电路采用专用集成电路...
性能上,直流24V无刷电机能实现转精准设定,而且扭矩比普通有刷直流电机要大。
种类上,直流24V无刷电机在同一个功率上能够使用几种不同大小类型的方案,可以满足客户不同设备安装的需求,而且还能够匹配市面上主流的几种减速机,微型减速机,行星减速机,RV减速机和直角减速机等等。
体积上,直流24V无刷电机在同功率的情况下,比有刷电机小30%。
智能化操作上,由于24V...
& && &有个例子是安森美半导体,已用其用于立体声设备、磁盘驱动和冷却风扇的“易于使用”的电机驱动器经验,集中在工业和汽车用无刷电机的开发。特别地,公司推出高度集成的LV8907电机驱动IC,使无刷电机像有刷电机一样易于使用,无需任何软件开发。LV8907可用于12 V工业和消费电子应用,而且兼容汽车要求,只需6个功率开关和几个分立电阻和电容。该IC负责启动...
电机驱动电路的作用:
  电机驱动电路的作用指通过控制电机的旋转角度和运转速度,以此来实现对占空比的控制,来达到对电机怠速控制的方式。
  电机驱动电路原理图及电路控制方案:
  电机驱动电路既可通过继电器或功率晶体管驱动,也可利用可控硅或功率型MOS场效应管驱动。为了适应不同的控制要求(如电机的工作电流、电压,电机的调速,直流电机的正反转控制等),下面介绍几种电机驱动电路,以满足以上要求...
速度响应:加速区才几ms而一般步进要100-200ms+最好用柔性联轴器(因为加速区时扭矩很大)
伺服电机套装的伺服电机简易买无刷的3线接口的直流无刷电机 ,有刷的电机不耐用
数码管熄灭时再做ADC,比如4位数码管显示,分5个时间隙,假如2ms一位,则前面8ms显示,然后关闭显示2ms后做ADC,避免LED电流对ADC的影响。外挂的ADC是因为LED的电影响不到它...
保护:根据客户要求温度提供保护
  防雷电、抗干扰
  公司多年来从事直流无刷电机控制系统的研究工作,紧跟行业动态,现可提供全系列有传感及无传感直流无刷控制全套完整解决方案。产品成熟功能丰富、控制精度高,外观大小可按照客户需求定制。
  低压直流无刷电机驱动器电压范围12V~56V DC最大工作电流可达50A,高压直流无刷电机驱动器电压90V~310V DC / 80~220V AC ,最大...
:200V。无刷机是5对极的,功率200W左右。
从上述曲线中可以看出,转速到达200RPM的时候可是出现周期性的震荡,高速时动态响应正常;
当震荡出现时,我试着降低调压器输出,最终电机也是可以达到稳态的,且与设定值一致,可以达到闭环控制的效果,由此看来,感觉不像是PI参数的问题。
不过,我的算法中确实只有一组PI参数。
请问直流无刷电机转速电流双闭环控制时需要考虑母线电压吗?
算法结构描述如下...
。微处理机速度亦越来越快,可实现将交流电机控制置于一旋转的两轴直交坐标系统中,适当控制交流电机在两轴电流上分量,达到类似直流电机控制并有与直流电机相当的性能。& & 此外已有很多微处理机将控制电机必需的功能做在芯片中,而且体积越来越小。直流无刷电机即是以电子方式控制交流电机换相,得到类似直流电机特性又没有直流电机机构上缺失的一种应用。以上资讯由台灵机电提供。
直流电机有哪些...
功率直流无刷电机视频
功率直流无刷电机创意
你可能感兴趣的标签
热门资源推荐交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上有什么区别?
查看: 2266|
摘要: 交流伺服要好一些,因为是正弦波控制,转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单,便宜。 永磁交流伺服电动机 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 ...
交流伺服要好一些,因为是正弦波控制,转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单,便宜。 永磁交流伺服 20世纪80年代以来,随着、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突出的发展,各国著名厂商相继推出各自的交流伺服电动机和伺服驱动器系列产品并不断完善和更新。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,使原来的直流伺服面临被淘汰的危机。90年代以后,世界各国已经商品化了的交流伺服系统是采用全数字控制的正弦波电动机伺服驱动。交流伺服驱动装置在传动领域的发展日新月异。永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较,主要优点有: ⑴无电刷和换向器,因此工作可靠,对维护和保养要求低。 ⑵定子绕组散热比较方便。 ⑶惯量小,易于提高系统的快速性。 ⑷适应于高速大力矩工作状态。 ⑸同功率下有较小的体积和重量。
上一篇:下一篇:
Powered by &
这里是—这里可以学习 —这里是。
栏目导航:交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上有什么区别
仪表人才网 && 居网聘之首,汇天下贤才
招贤纳士网联盟网站
交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上有什么区别
交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上有什么区别
?请问交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上有什么区别?答:交流伺服要好一些,因为是正弦波控制滚珠丝杆,转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单,便宜。永磁交流伺服电动机<span?style="?color:?#世纪<span?style="?color:?#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突出的发展,各国著名电气厂商相继推出各自的交流伺服电动机和伺服驱动器系列产品并不断完善和更新。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,使原来的直流伺服面临被淘汰的危机。<span?style="?color:?#年代以后,世界各国已经商品化了的交流伺服系统是采用全数字控制的正弦波电动机伺服驱动。交流伺服驱动装置在传动领域的发展日新月异。永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较,主要优点有:⑴无电刷和换向器,因此工作可靠,对维护和保养要求低。⑵定子绕组散热比较方便。⑶惯量小,易于提高系统的快速性波纹管联轴器。⑷适应于高速大力矩工作状态。⑸同功率下有较小的体积和重量。伺服和步进电机的区别伺服主要靠脉冲来定位,基本上可以这样理解,伺服电机接收到<span?style="?color:?#个脉冲,就会旋转<span?style="?color:?#个脉冲对应的角度,从而实现位移,因为,伺服电机本身具备发出脉冲的功能,所以伺服电机每旋转一个角度,都会发出对应数量的脉冲,这样,和伺服电机接受的脉冲形成了呼应,或者叫闭环,如此一来,系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机,同时又收了多少脉冲回来,这样,就能够很精确的控制电机的转动,从而实现精确的定位,可以达到<span?style="?color:?#.001mm。步进电机是一种离散运动的装置,它和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中,步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现,交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势,运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。虽然两者在控制方式上相似(脉冲串和方向信号)弹性联轴器,但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。现就3个可编程数字输入和3个可编程数字输出12位分辨率的±10V模拟输入信号接口可通过RS232/485来设置驱动器参数或联网12A8E、12A8M、BX25A20ACD、50A20IT、25A8M、50A8、SRST70、50A8V、50A8T?、50A20、120A10、25A8M?、BE15A8J型号AMC伺服驱动器,?AMC,AMC驱动器,AMC伺服驱动器,驱动器,伺服电机、伺服系统,交流驱动器、交流伺服驱动器、伺服驱动器,模拟伺服驱动器,数字伺服驱动器、伺服电机驱动器,AZB6A8?AZBDC12A8?AZBDC20A8?AZBDC40A8?AZBDC6A8?AZBE12A8?AZBE20A8?AZBE40A8?AZBE6A8?AZBH12A8?AZBH20A8?AZBH40A8?AZBH6A8?AZXB15A8?AZXB8A8?AZXBDC15A8?AZXBDC8A8?AZXBE15A8???AZXBE8A8?AZXBH15A8?AZXBH8A8?B100A20?B100A40?B100A40AC?B100A8?B12A6?B15A20?B15A8?B25A20?B25A20AC??B25A20FAC?B25A20I?B25A40?B25A40AC?B30A40?B30A40AC?B30A8?B30A8I?B40A20?B40A20I?B40A40?B40A40AC?B40A8?B40A8I?B50A20?B50A8?B60A40?B60A40AC?B80A20?B80A20?BD15A8?BD25A20?BD25A20AC?BD25A20I?BD30A8?BD40A20?BD40A8?BDC30A8?BDC40A20?BE12A6?BE15A8?BE15A8-H?BE25A20?BE25A20AC?BE25A20FAC?BE25A20I?BE25A40?BE25A40AC?BE30A8?BE30A8I?BE40A20?BE40A20I?BE40A8?BE40A8I?BE80A20?BE80A40?BFC10010?BFC1010?BFC15030?BFC?BL-DC060?BL-DC080?BL-DC080?BL-AC120?BL-AC120?BL-AC120?BR2303NI-A01-DC080?BR3410NI-A03-AC120?BX15A20?BX25A20?BX25A20AC?BX30A8?DC201E20A8BDC?DC201E25A20NAC?DC201E30A40LDC?DC201E30A40NAC?DC201E30A40NDC?DC201E40A8BDC?DC201E60A40LDC?DC201E60A40NAC?DC201E60A40NDC?DC201R100A40NDC?DC201R15A40NAC?DC201R20A8BDC?DC201R25A20NAC?DC201R30A40LDC?DC201R30A40NAC?DC201R40A8BDC?DC201R60A40NDC?DC202EE20A8BDC?DC202EE20A8BDC-QD1?DC202EE25A20NAC?DC202EE30A40NAC?DC202EE30A40NDC?DCR301EE30A40LAC?DPCANIA-015A400?BX25A20ACD?DPCANIA-030A400?DPCANIA-030A800?DPCANIA-060A400?DPCANIA-060A800?DPCANIA-100A400?DPCANIE-015A400?DPCANIE-015N400?DPCANIE-025N200?DPCANIE-030A400?DPCANIE-030A800?DPCANIE-060A400?DPCANIE-060A800?DPCANIE-100A400?DPCANIR-015A400?DPCANIR-030A400?DPCANIR-030A800?DPCANIR-060A400?DPCANIR-060A800?DPCANIR-100A400?DPCANIS-015A400?DPCANIS-030A400?DPCANIS-030A800?DPCANIS-060A400?DPCANIS-060A800?DPCANIS-100A400?DPCANTA-015B200?DPCANTA-020B080?DPCANTA-025B200?DPCANTA-040B080?DPCANTA-060B080?DPCANTE-015B200?DPCANTE-020B080?DPCANTE-025B200?DPCANTE-040B080?DPCANTE-060B080?DPCANTR-015B200?DPCANTR-020B080?DPCANTR-025B200?DPCANTR-040B080?DPCANTR-060B080?DPCANTS-015B200?DPCANTS-020B080?DPCANTS-025B200?DPCANTS-040B080?DPCANTS-060B080?DPQNNIE-015A400?DPQNNIE-015B200?DPQNNIE-020B080?DPQNNIE-025B200?DPQNNIE-030A400?DPQNNIE-030A800?DPQNNIE-040B080?DPQNNIE-060A400?DPQNNIE-060A800?DPQNNIE-060B080?DPQNNIE-100A400?DPQNNIR-015A400?DPRAHIA-015A400?DPRAHIA-015A400?DPRAHIA-030A800?DPRAHIA-060A400?DPRAHIA-060A800?DPRAHIA-100A400?DPRAHIE-015A400?DPRAHIE-015N400?DPRAHIE-030A400?DPRAHIE-030A800?DPRAHIE-060A400?DPRAHIE-060A800?DPRAHIE-100A400??DPRAHIE-100A400A?DPRAHIR-015A400?DPRAHIR-030A400?DPRAHIR-030A800?DPRAHIR-060A400?DPRAHIR-060A800?DPRAHIR-100A400?DPRAHIS-015A400?DPRAHIS-015N400?DPRAHIS-030A400?DPRAHIS-030A800?DPRAHIS-060A400?DPRAHIS-060A800?DPRAHIS-100A400?DPRALTE-015B200?DPRALTE-020B080?DPRALTE-025B200?DPRALTE-040B080?DPRALTE-060B080?DPRALTR-015B200?DPRALTR-020B080?
深圳总公司电话:地址:深圳市宝安115区宝运达物流信息大厦9楼
长沙分公司电话:地址:长沙市芙蓉区五一大道湘域中央2栋1708
东莞分公司电话:地址:东莞市莞城区旗峰路162号中侨大厦B座504
深圳市顺发网络科技有限公司&版权所有交流伺服系统_百度百科
交流伺服系统
本词条缺少名片图,补充相关内容使词条更完整,还能快速升级,赶紧来吧!
交流伺服系统包括基于的交流伺服系统和基于的交流伺服系统。除了具有稳定性好、快速性好、精度高的特点外,具有一系列优点。
交流伺服系统电机发展史
1800年伏特发明电池,是电气出现的开端,的诞生和发展在这之后可以分成四个阶段:
从1820年一直到整个19世纪末叶,发现了电磁现象以及相关的各种法则,诞生了的原型,并确立了电机的工业运用。
从20世纪开始一直到1970年代,是电动机的成长和成熟期,、、和等各种电机相继诞生,半导体驱动技术和电子控制概念引入,带来变频驱动的实用化。
从1970年代到20世纪末期,计算技术的飞跃发展为发展高性能驱动带来了机会,随着设计、评价、测量、控制、功率半导体、轴承、磁性材料、绝缘材料、制造加工技术的不断进步,本体经历了轻量化、小型化、高效化、高力矩输出、低噪音振动、高可靠、低成本等一系列变革,相应的驱动和控制装置也更加智能化和程序化。
进入21世纪,在以多媒体和互联网为特征的信息时代,电动机和驱动装置继续发挥支撑作用,向节约资源、环境友好、高效节能运行的方向发展。
永磁无刷直流电机
永磁无刷直流电机()就是随着永磁材料技术、和控制技术的发展而出现的一种新型电机。无刷直流电机诞生于20世纪50年代,并在60年代开始用于宇航事业和军事装备,80年代以后,出现了价格较低的,研发重点逐步推广到工业、民用设备和消费电子产业。本质上,无刷直流电机是根据转子位置反馈信息采用电子换相运行的交流,与相比具有一系列优势,近年得到了迅速发展,在许多领域的竞争中不断取代和。进入90年代之后,向大功率、高功能和微型化发展,出现了单机容量超过1000KW,最高转速超过300000rpm,最低转速低于0.01rpm,最小体积只有0.8x1.2mm的品种。
实际上,永磁无刷直流电机和本文重点论述的永磁都属于交流永磁同步电机。按照波形和驱动电流的波形,可以将永磁同步电机分为方波驱动和正弦波驱动型,前者就是我们常说的无刷直流电机,后者又称为永磁同步交流伺服电机,主要用于的场合。
交流伺服系统概念
来自英文单词Servo,指系统跟随外部指令进行人们所期望的运动,运动要素包括位置、速度和力矩。的发展经历了从液压、气动到电气的过程,而电气伺服系统包括、反馈装置和控制器。在20世纪60年代,最早是作为主要执行部件,在70年代以后,的性价比不断提高,逐渐取代直流电机成为伺服系统的主导执行电机。控制器的功能是完成伺服系统的,包括力矩、速度和位置等。我们通常说的器已经包括了控制器的基本功能和功率放大部分。虽然采用功率直接驱动的开环伺服系统曾经在90年代的所谓经济型数控领域获得广泛使用,但是迅速被交流伺服所取代。进入21世纪,交流伺服系统越来越成熟,市场呈现快速多元化发展,国内外众多品牌进入市场竞争。目前交流伺服技术已成为工业自动化的支撑性技术之一。
在交流伺服系统中,的类型有永磁同步()和感应异步交流伺服电机(IM),其中,具备十分优良的低速性能、可以实现高速控制,调速范围宽广、动态特性和效率都很高,已经成为伺服系统的主流之选。而异步虽然结构坚固、制造简单、价格低廉,但是在特性上和效率上存在差距,只在大功率场合得到重视。本文讨论的重点将放在永磁同步交流伺服系统上。
交流伺服系统性能指标
交流伺服系统的性能指标可以从、、稳速精度、动态响应和运行稳定性等方面来衡量。低档的伺服系统调速范围在1:1000以上,一般的在1:00,高性能的可以达到1:100000以上;定位精度一般都要达到±1个脉冲,稳速精度,尤其是低速下的稳速精度比如给定1rpm时,一般的在±0.1rpm以内,高性能的可以达到±0.01rpm以内;方面,通常衡量的指标是系统最高响应频率,即给定最高频率的正弦速度指令,系统输出速度波形的相位滞后不超过90°或者幅值不小于50%。进口MR-J3系列的响应频率高达900Hz,而国内主流产品的频率在200~500Hz。运行稳定性方面,主要是指系统在、负载波动、变化、上位控制器输出特性变化、电磁干扰、以及其他特殊运行条件下,维持稳定运行并保证一定的性能指标的能力。这方面国产产品、包括部分台湾产品和世界先进水平相比差距较大。
交流伺服系统控制方法
在控制策略上,基于电机稳态数学模型的电压方法和开环磁通轨迹控制方法都难以达到良好的特性,目前普遍应用的是基于动态数学模型的矢量控制方法,这是现代伺服系统的核心控制方法。虽然人们为了进一步提高控制特性和稳定性,提出了控制、控制、自适应控制等理论,还有不依赖数学模型的和神经元网络控制方法,但是大多在矢量控制的基础上附加应用这些控制方法。还有,高性能必须依赖高精度的转子位置反馈,人们一直希望取消这个环节,发展了无技术(Sensorless Control)。至今,在商品化的产品中,采用无位置传感器技术只能达到大约1:100的调速比,可以用在一些低档的对位置和速度精度要求不高的伺服控制场合中,比如单纯追求快速起停和制动的伺服控制,这个技术的高性能化还有很长的路要走。
交流伺服系统应用
现代交流伺服系统最早被应用到宇航和军事领域,比如火炮、雷达控制。逐渐进入到工业领域和民用领域。工业应用主要包括高精度数控机床、机器人和其他广义的数控机械,比如纺织机械、印刷机械、包装机械、医疗设备、半导体设备、邮政机械、冶金机械、自动化流水线、各种专用设备等。其中伺服用量最大的行业依次是:机床、食品包装、纺织、电子半导体、塑料、印刷和橡胶机械,合计超过75%。
在数控机床中使用永磁代替做进给已经成为标准,部分高端产品开始采用永磁交流直线伺服系统。在主轴传动中采用高速永磁交流取代异步变频驱动来提高效率和速度也成为热点。90年代以来,欧、美、日各国争相开发应用新一代高速数控机床,高速单元转数在30000rpm~100000rpm,工作台的在分辨率为1μm时达到100m/min,甚至200m/min以上,在分辨率为0.1μs时,在24m/min以上。当今数控机床突出高速、高精、高动态、高刚性的特点,对位置系统的要求包括:定位速度和轮廓切削进给速度;和轮廓切削精度;精加工的;在外界干扰下的稳定性。这些要求的满足主要取决于伺服系统的静态、动态特性。我们已经看到国产伺服系统比如广数的产品在上的广泛应用,但是在中高档数控机床上采用国产伺服系统仍然面临困难,性能是一个重要方面,还有就是稳定性和可靠性,或许品牌效应也是难以短时间逾越的障碍。
在机器人领域,无刷永磁伺服系统得到大量应用。工业机器人拥有多个,每台需要的电机数量在10台以上。目前世界范围内工业机器人拥有量超过100万台,机器人的需求量年增长在30%以上。国际上工业机器人采用的伺服系统属专用系统,多轴合一,模块化,特殊的散热结构,特殊的控制方式,对可靠性要求极高。国际机器人巨头都有自己的专属伺服系统配套,比如、松下和ABB,这方面国内差距明显。国产工业机器人厂家仍然在采用标准的进口交流伺服系统,国产伺服系统想进入工业机器人配套领域,就更加遥远。不过,我们也看到在一些特殊机器人领域,比如反恐防爆机器人、矿井等轻便,采用了国产基于低压直流供电的微型无刷伺服系统,比如电机的蜂鸟系列就获得了成功。当然,在更广泛的机器人领域,需要的不仅仅是,还包括各种其他微特电机,如、直线电机、、、等。
纺织行业当前应用的比例很低,但却是未来交流伺服大批量应用的重要行业之一。从90年代初期至今已经15年,纺织行业技术进步主要是依靠变频化、PLC化。只有少量纺织机械采用了高档伺服技术,用于提高精度和效率,目前已有高档、带的、新型、数控、机、浆纱机、园网印花机等设备应用了交流伺服。无梭织机上已经开始采用带交流伺服的电子送经和电子卷取,印染设备上也要用到伺服系统。这些设备每年的伺服用量在2、3万套左右,且几乎全部是进口产品,如、Danaher、Siemens和Baumuller,还有三菱和等。价格是制约交流伺服大面积普及的主要因素,国产产品虽然在价格上有一定竞争优势,但是性能指标、可靠性和等方面存在欠缺,还需要在品牌塑造、服务、交货期等方面不断改进。在如下两个方面,我们可以看到国产伺服厂家的成功案例,一个是在工业缝纫机上,近几年国产伺服控制器逐渐取代台湾和其他进口品牌变成市场主流,凭借低成本的电机、简单的低线数编码器,以及集成控制和驱动,在解决了批量稳定性之后,如上海鲍麦克斯这样的国内品牌获得了成功。每年数十万台的产量,这可能是未来几年里,低档伺服最大的市场了。另外一个紧密结合用户需求进行创新开发的案例,可以举和利时电机开发的络丝机控制系统。“络丝机”是属于织造前工序的精密工艺设备,将各种天然丝络成各种规格的柱状、宝塔形、双锥形筒子,供用于染色、整经、针织等后道工序。该公司充分利用自己在步进、无刷、伺服、运动控制、网络通讯等方面的综合技术,通过和国内最大纺机集团的密切合作,开发成功了精密络丝机控制系统,其核心是利用高动态的伺服横动电机以及数字卷绕技术,取代传统的而实现单锭化和数字化,每锭之间依靠联系,是无轴技术应用的典范。该产品的研发成功充分体现了国内厂商的竞争能力,为国产伺服厂商开辟了参与市场竞争的新路。
无轴(电子轴)传动技术在印刷机上应用,也是目前全球印刷企业和机械制造商的焦点。无轴传动就是用多个单独的取代传统的机械传动链,之间依靠高速进行联系,通过软件保证各伺服轴对内部的虚拟数字电子轴保持严格同步。采用为的生产制造、为印刷业服务革命带来了最佳解决方案,目前欧洲50%的采用了无轴技术,日本也有30%以上采用。其他采用无轴传动的机械包括、机、、、等各类印刷设备。这一领域最顶级的解决方案提供商是来自德国的、伦茨、日本的和的贝加莱。国内目前仅有北人和松德等个别厂家进行无轴传动印刷机的开发,部分规格的性能指标接近国际水平,但是其采用的电子轴传动伺服系统和套准控制系统均来自日本和欧洲,国内相关伺服厂家还鲜有涉足。国产伺服和控制系统要达到这个领域的要求,需要顶级的技术水平和对这个行业的透彻理解,看来还有漫长的路要走。
包装设备上,采用可以提高单位时间的产量、提高资源利用率、增加品种适应性和提高产品质量,因此交流在包装机械上的广泛使用只是时间问题。采用数字伺服技术的电子齿轮和将代替传统机械部件,随着价格的下降,成本也逐渐接近纯机械的方案。欧洲有个Elau公司专门针对包装机械设计开发数字伺服和运动控制解决方案,在大型连续包装设备方面居于领先地位,而中国尚没有出现如此专业的解决方案提供商。
这几年出现的新型电梯,采用做无齿轮直接驱动,取代变频异步驱动,具有更高的控制精度、动态特性、高效率、低噪声,已经成为国际和国内主要电梯厂的热点产品,促进了电梯产业的革命。国内已有宁波申菱、沈阳博林特等电梯厂家研制出了自己的曳引机电机产品,配进口矢量控制变频器或。
交流伺服系统发展状况
交流伺服系统当前国内外水平
交流伺服系统的相关技术,一直随着用户的需求而不断发展。、驱动、传感和控制技术等关联技术的不断变化、造就了各种各样的配置。就电动机而言,可以采用、、直线电机、等,驱动器可以采用各种功率电子元件,传感和反馈装置可以是不同精度、性能的编码器、旋变和甚至是无传感器技术,控制技术从采用单片机开始,一直到采用高性能DSP和各种可编程模块,以及现代控制理论的实用化等等。我们从2005年11月在德国纽伦堡举办的SPS/IPC/Drives展览上可以看到世界范围内电气驱动、运动控制和相关软件的最新情况,其中交流产品的亮点很多,代表了当前的国际水平。这里仅仅摘录几条,相对应的,国内厂商的研发动向也对比进行说明。
贝加莱(B&R)工业自动化公司推出的AcoposMulti驱动系统采用模块化的可扩展结构,每个轴模块可以提供1到2个伺服轴控制,并集成了一个24VDC的辅助,为驱动器、控制器和外围设备提供了一个到直流总线的链接,来获得开路、短路和过载保护。其他特性包括通过空气,油或水进行冷却的,通过一个能量再生系统确保环境的安全性。在国内,我们还没有看到有厂商进行类似的模块式设计,并在产品中融入机器安全概念。
控制技术(Emerson Control Techniques)公司展出了Unidrive及其他交、直流驱动器产品。Unidrive 驱动器覆盖功率范围从0.55~675kW,变换不同的控制软件可以驱动、和无刷直流电机。为0.25~11kW的Varmeca型集成可变速度电机与可变速度驱动器(VSD),具有矢量与分布式 (Proxdrive)两个版本。值得注意的是适合在潜在爆燃性气体中工作的VSD系统 (ATEX)。而额定输出功率为 0.55~400kW的FLSD驱动器,则据称能在ⅡB类或ⅡC区1类2分类气体中工作。相对应的,国内厂商的产品功率范围多在10KW以下,而且没有特殊防护等级的商品化产品面世,这方面国内外的差距很大,也是未来国内伺服厂商的方向。
Rockwell Automation公司展出了PowerFlex驱动技术。PowerFlex的发展路线图显示,将于2006~07年出现的“公共工业协议(CIP)运动应用协议”,有望无缝同步在同一系统中运行的多轴伺服与变频驱动器中。在适合的工业协议方面,我们还看到的,B&R的PowerLink,Danaher下面的MEI开发的SynqNet,Siemens的,还有久负盛名的已经发展到SercosⅢ。这些通讯协议都为多轴实时提供了可能性,也被一些高端集成进去。在国内,甚至CAN这样的中低端总线也没有变成伺服驱动器的标准配置,采用高性能实时的商品化驱动器还没有出现。这一方面是因为我们的基本性能还没有达到相应的水准,另一方面也是因为市场还没有发育到这个程度。可喜的是,我们已经看到一些单位进行了有益的研发实践,一方面消化国外的先进技术,一方面尝试推出自己的总线标准。和利时电机预计在自己的下一代伺服产品中集成多种可选的通讯模块,其中包括CAN、USB、Fireware和,还有和利时电机和北航联合开发的CANsmc(用于多轴同步运动控制的总线),基于蓝牙无线通讯的模块也在研发中。中科院沈阳高档数控研发中心等个别单位也研发了自己的总线协议。
施奈德电气(Schneider Electric)这次展出的Lexium 05型控制器具有和VFD变频器一样外形,目标是低成本应用。实际上,利用变频器的批量生产能力推出低端伺服,已经成为一些厂商的竞争手段。该公司旗下的Berger Lahr品牌在其展台上随处可见。其智能、集成电机与控制器产品 (Icla) 主要有以下三个电机版本:、与三相无刷直流电机。Icla(来源于“集成、、执行器”的首字母缩写)将电机、位置控制、功率电子与反馈集成在一个紧凑单元中。这种一体化设计的思路在美国的Animatics等公司身上也体现得很明显,来自德国的AMK公司也有类似的产品。这是真正的机电一体化产品,为设计者带来了一系列的工程挑战,包括电磁兼容、热控制、元器件小型化、特殊的结构设计等。在国内,没有见到有厂商推出自主知识产权的产品。
()公司提供的带集成传动系的高性能,拥有高达98%的效率和很低的噪音;直接驱动型高力矩伺服电机,可以在100~300rpm范围内输出13500Nm。在国内,我们看到电机公司在其海豚系列低压系列中提供了类似的带集成行星齿轮减速器的产品,深圳步进也宣称可以提供带减速器的步进化伺服电机。在直接驱动力矩电机市场,成都精密电机厂可以提供定制化的电机组件,但是需要客户另外加装反馈装置和第三方驱动器。
电机欧洲公司(Yaskawa Electric Europe,YEE)展出了其广受欢迎的通用Sigma Ⅱ型伺服电机。YEE的其他进展包括正在开发中的额定功率0.5~5kW防爆及遵循ATEX标准的。安川公司的另一项开发成果是输出功率高达500 kW的高功率。该项目的商品化预计将于2007年完成。从中我们可以看到国际大厂向专用化、大型化发展的动向。
交流伺服系统中国发展状况
中国从1970年代开始跟踪开发交流伺服技术,主要研究力量集中在高等院校和科研单位,以军工、宇航卫星为主要应用方向,不考虑成本因素。主要研究机构是北京机床所、、中科院沈阳自动化所等。80年代之后开始进入工业领域,直到2000年,国产伺服停留在小批量、高价格、应用面狭窄的状态,技术水平和可靠性难以满足工业需要。2000年之后,随着中国变成、制造业的快速发展为交流伺服提供了越来越大的市场空间,国内几家单位开始推出自己品牌的交流伺服产品。目前国内主要的伺服品牌或厂家有森创(电机)、华中数控、广数、南京、兰州电机厂等。其中华中数控、广数等主要集中在数控机床领域。
交流伺服系统发展方向
现代交流伺服系统,经历了从模拟到数字化的转变,数字控制环已经无处不在,比如换相、电流、速度和位置控制;采用新型功率半导体器件、高性能DSP加FPGA、以及专用模块(比如IR推出的专用引擎)也不足为奇。国际厂商伺服产品每5年就会换代,新的功率器件或模块每2~2.5年就会更新一次,新的软件算法则日新月异,总之越来越短。总结国内外伺服厂家的和产品路线,结合市场需求的变化,可以看到以下一些最新发展趋势。
交流伺服系统高效率化
尽管这方面的工作早就在进行,但是仍需要继续加强。主要包括电机本身的高效率比如永磁材料性能的改进和更好的磁铁安装结构设计,也包括驱动系统的高效率化,包括驱动电路的优化,加减速运动的优化,和能量反馈以及更好的冷却方式等。
交流伺服系统直接驱动
直接驱动包括采用的转台和采用直线电机的线性伺服驱动,由于消除了中间传递误差,从而实现了高速化和高。直线电机容易改变形状的特点可以使采用线性直线机构的各种装置实现小型化和轻量化。
交流伺服系统高速、高精、高性能化
采用更高精度的编码器(每转百万脉冲级),更高和数据位数、速度更快的DSP,无齿槽效应的高性能、直线电机,以及应用自适应、人工智能等各种现代控制策略,不断将伺服系统的指标提高。
交流伺服系统一体化和集成化
、反馈、控制、驱动、通讯的成为当前小功率伺服系统的一个发展方向。有时我们称这种集成了驱动和通讯的电机叫智能化电机(Smart Motor),有时我们把集成了和通讯的驱动器叫智能化。电机、驱动和控制的集成使三者从设计、制造到运行、维护都更紧密地融为一体。但是这种方式面临更大的技术挑战(如可靠性)和工程师使用习惯的挑战,因此很难成为主流,在整个伺服市场中是一个很小的有特色的部分。
交流伺服系统通用化
通用型驱动器配置有大量的参数和丰富的菜单功能,便于用户在不改变硬件配置的条件下,方便地设置成、开环矢量控制、磁通矢量控制、永磁无刷控制及再生单元等五种工作方式,适用于各种场合,可以驱动不同类型的电机,比如、、无刷直流电机、,也可以适应不同的传感器类型甚至无。可以使用电机本身配置的反馈构成,也可以通过接口与外部的位置或速度或构成高精度全。
交流伺服系统智能化
现代交流都具备参数记忆、故障自诊断和分析功能,绝大多数进口驱动器都具备负载测定和自动增益调整功能,有的可以自动辨识电机的参数,自动测定编码器零位,有些则能自动进行振动抑止。将电子齿轮、、同步跟踪、插补运动等控制功能和驱动结合在一起,对于伺服用户来说,则提供了更好的体验。
交流伺服系统网络化和模块化
随着机器安全标准的不断发展,传统的和保护技术(问题发生的时候判断原因并采取措施避免故障扩大化)已经落伍,最新的产品嵌入了预测性维护技术,使得人们可以通过Internet及时了解重要技术参数的动态趋势,并采取预防性措施。比如:关注电流的升高,负载变化时评估尖峰电流,外壳或铁芯温度升高时监视温度传感器,以及对电流波形发生的任何畸变保持警惕。
交流伺服系统从故障诊断到预测性维护
随着机器安全标准的不断发展,传统的故障诊断和保护技术(问题发生的时候判断原因并采取措施避免故障扩大化)已经落伍,最新的产品嵌入了预测性维护技术,使得人们可以通过Internet及时了解重要技术参数的动态趋势,并采取预防性措施。比如:关注电流的升高,负载变化时评估尖峰电流,外壳或铁芯温度升高时监视温度传感器,以及对电流波形发生的任何畸变保持警惕。
交流伺服系统专用化和多样化
虽然市场上存在的伺服产品系列,但是为某种特定应用场合专门设计制造的伺服系统比比皆是。利用磁性材料不同性能、不同形状、不同表面粘接结构(SPM)和嵌入式永磁(IPM)转子结构的电机出现,分割式铁芯结构工艺在日本的使用使永磁的生产实现了高效率、大批量和自动化,并引起国内厂家的研究。
交流伺服系统小型化和大型化
无论是永磁还是都积极向更小的尺寸发展,比如20,28,35mm外径;同时也在发展更大功率和尺寸的机种,已经看到500kW永磁的出现。体现了向两发展的倾向。
交流伺服系统其他动向
发热抑制、静音化、等。
交流伺服系统市场状况
交流伺服系统欧美和国内市场
根据ARC 2001年的报告,当年全球的市场规模是20.67亿美元,01年到06年的在7%以上,预计全球伺服系统的市场规模在2006年会达到29亿左右(这个预测包括了交流伺服和步进电机)。现在回过头来看,恐怕已经不止这个数据,这中间经历了911等因素造成的02、03年的市场衰退和04年之后的恢复性增长。预计未来几年增长率会有所提高。
国内交流的市场规模2006年估计在20亿人民币左右,市场规模近3年一直保持了大于25%的年复合增长率,在所有自动化产品中当属发展最快之列。而且随着世界制造业加速向中国转移,国产数控装备在国家政策的扶持下快速向高性能、高附加值发展,国产交流伺服系统的性价比快速提高,交流伺服系统的市场会继续保持快速增长的势头,预计从年,年平均增长率会维持在20%以上。但是平均单价也将随着竞争加剧不断下降,每年大约下降10%。
中国伺服产品的用户区域主要分布在华东、华南和华北,其中华东市场(上海、江浙和山东)占45%,以广东为主的华南和以京津为主的华北各为15%左右。华中和东北大约是10%。华东市场是最大的消费市场,而且这个趋势会持续下去。
厂商面临用户和OEM厂家不断变化的需求的挑战,的上位机可以是系统、通用和PLC,还有各种,他们必须不断推出多样化的产品,满足所有领域的要求。从功率范围上,当前100W~2000W是主流,大约占整个伺服市场的70%,而10kW以下的品种占到90%。在转速范围上,大约50%的用户需要3000rpm以内的电机,另外40%需要转,不到10%的人需要10000rpm或以上转速的电机。
分析当前国内用户的购买因素,占前三位的是稳定可靠性、价格和服务。这也说明目前国内交流伺服市场还处在较低级的阶段,对性能和功能的充分利用没有摆在重要位置。从长远来看,伺服厂商的关键成功因素应该是产品的性价比、可靠性、技术含量、以及市场份额和品牌影响力。
交流伺服系统国内品牌竞争状况
国内交流伺服市场当前情况和10多年前的变频器市场非常类似。当时进口(主要是日本和三肯)产品占据了90%以上的市场份额,经过10年的奋斗,国产变频器已经占据了中低端市场,在整个市场份额上与进口产品二分天下,并涌现了利德华福、森兰等一批有实力、也有技术的厂商,其中利德华福在大功率变频器细分市场上取得绝对的领先优势。
目前,国外品牌占据了中国交流伺服市场85%左右的份额,他们来自日本、德国和美国,日该品牌有、发那克()、、、、富士等;美国有(Rockwell Automation)、达那赫(Danaher)、帕克(Parker)等;德国有西门子(Siemens)、(Bosch Rexroth)、施奈德()等。其中,日该品牌以良好的性能价格比和较高的可靠性占据了超过50%的最大市场份额,在中小型市场上尤其具有垄断优势,而且生产的策略进一步增加了在价格和快速交货方面的筹码;欧美品牌在高端设备和生产线上比较有竞争力,其市场策略是高性能、高价格,以全套自动化解决方案作为卖点,总的市场占有率大约在35%,最近这些高端品牌也不断寻找本地合作伙伴力图打入中低端市场,并不甘心被日该品牌挤压市场空间。
最近2、3年来自台湾的伺服厂商在国内设厂,并加大了市场推广的力度,主要是和东元,其技术水平和价格水平都居于进口中端产品和国产品牌之间,在竞争中主要突出性价比优势,对国产品牌带来了新的竞争压力,市场占有率从几年前的微不足道提高到大约5%。
中国国内的品牌主要有电机、华中数控、广数、兰州电机等,最近出现了南京、上海鄂尔多斯等厂家,粗略计算,宣称推出交流伺服产品的国产厂家不下20个。其中和利时电机面向整个自动化产业机械步进、无刷、伺服等系列产品,在技术上和品牌上有一定优势;华中数控、广数和兰电等主要集中在数控机床行业,伴随着这几年数控行业的大发展,他们的出货量也保持了快速增长,积累了相对较强的实力;国产品牌产品功率范围多在5kW以内,技术路线上与日系产品接近,目前总市场占有率在10%左右。
展望未来,随着伺服价格的不断下降、交流伺服的市场接受度不断上升,中低端市场有非常大的增长空间,因此本土厂商仍将有很大作为;同时台湾、日本厂商也将在整个市场的扩大中获益,欧美品牌的市场占有率将逐渐下降,但仍将保持很高的毛利水平。
根据机械工业研究院产业与市场研究所05年做的市场调查,目前国内市场上覆盖面最广的10个品牌分别是:西门子、、、兰电、、、华中数控、ABB、电机和AB(属于Rockwell Automation)。其中西门子和三菱品牌覆盖率在30%以上,AB在3.7%,其他品牌均在10~20%之间。调查显示国产企业比如和利时电机、华中数控、兰州电机等企业,经过多年的研发推广,在这个市场中做的有声有色,在产品覆盖面上占有一席之地,但是国产品牌的和影响力明显不如进口品牌。用户选择进口品牌和国产品牌的比例为大约4:1,国产品牌没有进入用户首选品牌的前5名。虽然电机和华中数控分列未来需求品牌的第6位和第7位,但是面临日本和台湾产品生产之后日益激烈的竞争,中小功率通用伺服产品价格持续下降,利润率越来越低。国产品牌不仅在产品的性能、质量与品种上都有所欠缺,在、生产能力和资本实力上的巨大差距更不是一两天可以弥补。国产品牌要想突围,除了需要耐心和持续投入之外,还需要在方面走差异化路线。总之,中国品牌厂商同时面临巨大的挑战和发展机会,任重而道远。
交流伺服系统市场发展趋势
国际交流伺服市场处于恢复性增长状态,而国内市场在未来3~5年仍将维持高速增长。
国外运动控制厂商通过购并和联盟迅速扩大自己的实力,谋求一站式解决方案提供商的地位,比如Danaher自从1995年以来连续收购了超过40家运动控制厂商,包括我们非常熟悉的一些品牌,如Kollmorgen,API,Pacific Scientific,Superior Electric,Dover,NEAT,Thomson,Giddings & Lewis,Warner Motion,InMotion,Bautz,和Siedel等。也按照相同的思路在扩展,最近的例子是收购了,而收购了Berger Lahr。许多新生的小企业具备独特的技术或其他核心能力,也会找到属于自己的生存空间,并因此得到更多投资。
国际范围内,政府和国际标准的不断发展给伺服产业带来深远影响,比如美国的能源法案EPactⅡ对电机系统能效的规定,美国的UL、NEC()标准对安全的规定,欧盟的、和CE标准对环保和安全的规定等。
交流伺服系统的市场范围不断扩大,越来越多取代机械传动、液压和气动传动系统;交流不断取代直流伺服的市场份额,导致直流伺服在整个伺服市场的占有率从目前的不到15%每年大约下降0.5%;同时交流伺服成本和尺寸不断缩小,也在蚕食高端步进电机的市场,但是步进电机本身也在不断提高自己的竞争能力,不断延伸市场空间,因此在收到冲击的同时市场也在扩大,只是速度可能不如交流伺服这么快而已。
我们相信,在中国交流伺服市场发展的过程中,一定会出现强势的国产品牌,国际厂商也必然从中获益;在诸强博弈中让广大客户受益,最终促进整个行业的成熟。

我要回帖

更多关于 直流无刷伺服 编码器 的文章

 

随机推荐