力士樂REXROTH伺服電動機原理

力士樂REXROTH伺服電動機原理
1、伺服系統(tǒng)（servomechanism）是使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標（或給定值）的任意變化的自動控制系統(tǒng)。伺服主要靠脈沖來定位，基本上可以這樣理解，伺服電機接收到1個脈沖，就會旋轉(zhuǎn)1個脈沖對應(yīng)的角度，從而實現(xiàn)位移，因為，伺服電機本身具備發(fā)出脈沖的功能，所以伺服電機每旋轉(zhuǎn)一個角度，都會發(fā)出對應(yīng)數(shù)量的脈沖，這樣，和伺服電機接受的脈沖形成了呼應(yīng)，或者叫閉環(huán)，如此一來，系統(tǒng)就會知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機，同時又收了多少脈沖回來，這樣，就能夠很的控制電機的轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)的定位，可以達到0.001mm。直流伺服電機分為有刷和無刷電機。有刷電機成本低，結(jié)構(gòu)簡單，啟動轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍寬，控制容易，需要維護，但維護不方便（換碳刷），產(chǎn)生電磁干擾，對環(huán)境有要求。因此它可以用于對成本敏感的普通工業(yè)和民用場合。
無刷電機體積小，重量輕，出力大，響應(yīng)快，速度高，慣量小，轉(zhuǎn)動平滑，力矩穩(wěn)定?？刂茝?fù)雜，容易實現(xiàn)智能化，其電子換相方式靈活，可以方波換相或正弦波換相。電機免維護，效率很高，運行溫度低，電磁輻射很小，長壽命，可用于各種環(huán)境。
2、交流伺服電機也是無刷電機，分為同步和異步電機，目前運動控制中一般都用同步電機，它的功率范圍大，可以做到很大的功率。大慣量，高轉(zhuǎn)動速度低，且隨著功率增大而快速降低。因而適合做低速平穩(wěn)運行的應(yīng)用。
3、伺服電機內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動器控制的U/V/W三相電形成電磁場，轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動，同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動器，驅(qū)動器根據(jù)反饋值與目標值進行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度。伺服電機的精度決定于編碼器的精度（線數(shù)）。
交流伺服電機和無刷直流伺服電機在功能上的區(qū)別：交流伺服要好一些，因為是正弦波控制，轉(zhuǎn)矩脈動小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比較簡單，便宜。
、步進電動機
步進電動機主要應(yīng)用在數(shù)控機床制造領(lǐng)域，由于步進電動機不需要A/D轉(zhuǎn)換，能夠直接將數(shù)字脈沖信號轉(zhuǎn)化成為角位移，所以一直被認為是理想的數(shù)控機床執(zhí)行元件。
除了在數(shù)控機床上的應(yīng)用，步進電機也可以用在其他的機械上，比如作為自動送料機中的馬達，作為通用的軟盤驅(qū)動器的馬達，也可以應(yīng)用在打印機和繪圖儀中。
、力矩電動機
力矩電動機具有低轉(zhuǎn)速和大力矩的特點。一般在紡織工業(yè)中經(jīng)常使用交流力矩電動機，其工作原理和結(jié)構(gòu)和單相異步電動機的相同。
、開關(guān)磁阻電動機
開關(guān)磁阻電動機是一種新型調(diào)速電動機，結(jié)構(gòu)極其簡單且堅固，成本低，調(diào)速性能優(yōu)異，是傳統(tǒng)控制電動機強有力競爭者，具有強大的市場潛力。
、無刷直流電動機
無刷直流電動機的機械特性和調(diào)節(jié)特性的線性度好，調(diào)速范圍廣，壽命長，維護方便噪聲小，不存在因電刷而引起的一系列問題，所以這種電動機在控制系統(tǒng)中有很大的應(yīng)用。
、直流電動機
直流電動機具有調(diào)速性能好、起動容易、能夠載重起動等優(yōu)點，所以直流電動機的應(yīng)用仍然很廣泛，尤其在可控硅直流電源出現(xiàn)以后。
、異步電動機
異步電動機具有結(jié)構(gòu)簡單，制造、使用和維護方便，運行可靠以及質(zhì)量較小，成本較低等優(yōu)點。異步電動機主要廣泛應(yīng)用于驅(qū)動機床、水泵、鼓風(fēng)機、壓縮機、起重卷揚設(shè)備、礦山機械、輕工機械、農(nóng)副產(chǎn)品加工機械等大多數(shù)工農(nóng)生產(chǎn)機械以及家用電器和醫(yī)療器械等。
在家用電器中應(yīng)用比較多，例如電扇、電冰箱、空調(diào)、吸塵器等。
、同步電動機
同步電動機主要用于大型機械，如鼓風(fēng)機、水泵、球磨機、壓縮機、軋鋼機以及小型、微型儀器設(shè)備或者充當控制元件。其中三相同步電動機是其主體。此外，還可以當調(diào)相機使用，向電網(wǎng)輸送電感性或者電容性無功功率。
保養(yǎng)方法
專業(yè)電機保養(yǎng)維修中心電機保養(yǎng)流程：清洗定轉(zhuǎn)子--更換碳刷或其他零部件--真空F級壓力浸漆--烘干--校動平衡。
、使用環(huán)境應(yīng)經(jīng)常保持干燥，電動機表面應(yīng)保持清潔，進風(fēng)口不應(yīng)受塵土、纖維等阻礙。
、當電動機的熱保護連續(xù)發(fā)生動作時，應(yīng)查明故障來自電動機還是超負荷或保護裝置整定值太低，消除故障后，方可投入運行。
、應(yīng)保證電動機在運行過程中良好的潤滑。一般的電動機運行5000小時左右，即應(yīng)補充或更換潤滑脂，運行中發(fā)現(xiàn)軸承過熱或潤滑變質(zhì)時，液壓及時換潤滑脂。更換潤滑脂時，應(yīng)清除舊的潤滑油，并有汽油洗凈軸承及軸承蓋的油槽，然后將ZL-3鋰基脂填充軸承內(nèi)外圈之間的空腔的1/2（對2極）及2/3（對4、6、8極）。
、當軸承的壽命終了時，電動機運行的振動及噪聲將明顯增大，檢查軸承的徑向游隙達到下列值時，即應(yīng)更換軸承。
、拆卸電動機時，從軸伸端或非伸端取出轉(zhuǎn)子都可以。如果沒有必要卸下風(fēng)扇，還是從非軸伸端取出轉(zhuǎn)子較為便利，從定子中抽出轉(zhuǎn)子時，應(yīng)防止損壞定子繞組或絕緣。
、更換繞組時必須記下原繞組的形式，尺寸及匝數(shù)，線規(guī)等，當失落了這些數(shù)據(jù)時，應(yīng)向制造廠索取，隨意更改原設(shè)計繞組，常常使電動機某項或幾項性能惡化，甚至于無法使用。
保護器
電機保護器的作用是給電機全面的保護，在電機出現(xiàn)過載、缺相、堵轉(zhuǎn)、短路、過壓、欠壓、漏電、三相不平衡、過熱、軸承磨損、定轉(zhuǎn)子偏心時，予以報警或保護的裝置。
電機保護常識
、電機比過去更容易燒毀：由于絕緣技術(shù)的不斷發(fā)展，
在電機的設(shè)計上既要求增加出力，又要求減小體積，使新型電機的熱容量越來越小，過負荷能力越來越弱；再由于生產(chǎn)自動化程度的提高，要求電機經(jīng)常運行在頻繁的起動、制動、正反轉(zhuǎn)以及變負荷等多種方式，對電機保護裝置提出了更高的要求。另外，電機的應(yīng)用面更廣，常工作于環(huán)境極為惡劣的場合，如潮濕、高溫、多塵、腐蝕等場合。所有這些，造成了電機更容易損壞，尤其是過載、短路、缺相、掃膛等故障出現(xiàn)頻率高。
、傳統(tǒng)的保護裝置保護效果不甚理想：傳統(tǒng)的電機保護裝置以熱繼電器為主，但熱繼電器靈敏度低、誤差大、穩(wěn)定性差，保護不可靠。事實也是這樣，盡管許多設(shè)備安裝了熱繼電器，但電機損壞而影響正常生產(chǎn)的現(xiàn)象仍普遍存在。
、電機保護的發(fā)展現(xiàn)狀：電機保護器已由過去的機械式發(fā)展為電子式和智能型，可直接顯示電機的電流、電壓、溫度等參數(shù)，靈敏度高，可靠性高，功能多，調(diào)試方便，保護動作后故障種類一目了然，既減少了電機的損壞，又*方便了故障的判斷，有利于生產(chǎn)現(xiàn)場的故障處理和縮短恢復(fù)生產(chǎn)時間。另外，利用電機氣隙磁場進行電機偏心檢測技術(shù)，使電機磨損狀態(tài)在線監(jiān)測成為可能，通過曲線顯示電機偏心程度的變化趨勢，可早期發(fā)現(xiàn)軸承磨損和走內(nèi)圓、走外圓等故障，做到早發(fā)現(xiàn)，早處理，避免掃膛事故發(fā)生。
．保護器選擇的原則：合理選用電機保護裝置，實現(xiàn)既能充分發(fā)揮電機的過載能力，又能免于損壞，從而提高電力拖動系統(tǒng)的可靠性和生產(chǎn)的連續(xù)性。具體的功能選擇應(yīng)綜合考慮電機的本身的價值、負載類型、使用環(huán)境、電機主體設(shè)備的重要程度、電機退出運行是否對生產(chǎn)系統(tǒng)造成嚴重影響等因素，力爭做到經(jīng)濟合理。
、理想的電機保護器：理想的電機保護器不是功能多，應(yīng)該滿足現(xiàn)場實際需求，做到經(jīng)濟性和可靠性的統(tǒng)一，具有較高的性能價格比。根據(jù)現(xiàn)場的實際情況合理地選擇保護器的種類、功能，同時考慮保護器安裝、調(diào)整、使用簡單方便，更重要的是要選擇高質(zhì)量的保護器。
電機保護器的選型規(guī)則
選型基本原則：市場上電機保護產(chǎn)品未有統(tǒng)一標準，型號規(guī)格五花八門。制造廠商為了滿足用戶不同的使用需求派生出很多的系列產(chǎn)品，種類繁多，給廣大用戶選型帶來諸多不便；用戶在選型時應(yīng)充分考慮電機保護實際需求，合理選擇保護功能和保護方式，才能達到良好的保護效果，達到提高設(shè)備運行可靠性，減少非計劃停車，減少事故損失的目的。
選型的基該方法：與選型有關(guān)的條件有關(guān)
電機參數(shù)：要先了解電機的規(guī)格型號、功能特性、防護型式、額定電壓、額定電流、額定功率、電源頻率、絕緣等級等。這些內(nèi)容基本能給用戶正確選擇保護器提供了參考依據(jù)。
環(huán)境條件：主要指常溫、高溫、高寒、腐蝕度、震動度、風(fēng)沙、海拔、電磁污染等。
電機用途：主要指拖動機械設(shè)備要求特點，如風(fēng)機、水泵、空壓機、車床、油田抽油機等不同負載機械特性。
控制方式：控制模式有手動、自動、就地控制、遠程控制、單機獨立運行、生產(chǎn)線集中控制等情況。啟動方式有直接、降壓、星角、頻敏變阻器、變頻器、軟起動等。
其他方面：用戶對現(xiàn)場生產(chǎn)監(jiān)護管理情況，非正常性的停機對生產(chǎn)影響的嚴重程度等。
與保護器的選用相關(guān)的因素還有很多，如安裝位置、電源情況、配電系統(tǒng)情況等；還要考慮是對新購電機配置保護，還是對電機保護升級，還是對事故電機保護的完善等；還要考慮電機保護方式改變的難度和對生產(chǎn)影響程度；需根據(jù)現(xiàn)場實際工作條件綜合考慮保護器的選型和調(diào)整。
電機保護器的常見類型
熱繼電器：普通小容量交流電機，工作條件良好，不存在頻繁啟動等惡劣工況的場合；由于精度較差，可靠性不能保證，不*使用。
電子型：檢測三相電流值，整定電流值采用電位器或拔碼開關(guān)，電路一般采用模擬式，采用反時限或定時限工作特性。保護功能包括過載、缺相、堵轉(zhuǎn)等，故障類型采用指示燈顯示，運行電量采用數(shù)碼管顯示。
智能型：檢測三相電流值，保護器使用單片機，實現(xiàn)電機智能化綜合保護，集保護、測量、通訊、顯示為一體。整定電流采用數(shù)字設(shè)定，通過操作面板按鈕來操作，用戶可以根據(jù)電機具體情況在現(xiàn)場對各種參數(shù)修正設(shè)定；采用數(shù)碼管作為顯示窗口，或采用大屏幕液晶顯示，能支持多種通訊協(xié)議，如ModBUS、ProfiBUS等，價格相對較高，用于較重要場合；高壓電機保護均采用智能型保護裝置。
熱保護型：在電機中埋入熱元件，根據(jù)電動機繞組的溫度進行保護，保護效果好；但電機容量較大時，需與電流監(jiān)測型配合使用，避免電機堵轉(zhuǎn)時溫度急劇上升時，由于測溫元件的滯后性，導(dǎo)致電機繞組受損。
磁場溫度檢測型：在電機中埋入磁場檢測線圈和測溫元件，根據(jù)電機內(nèi)部旋轉(zhuǎn)磁場的變化和溫度的變化進行保護，主要功能包括過載、堵轉(zhuǎn)、缺相、過熱保護和磨損監(jiān)測，保護功能完善，缺點是需在電機內(nèi)部安裝磁場檢測線圈和溫度傳感器。
、保護器類型的選擇
）對于工作條件要求不高、操作控制簡單，停機對生產(chǎn)影響不大的單機獨立運行電機，可選用普通型保護器，因普通型保護器結(jié)構(gòu)簡單，在現(xiàn)場安裝接線、替換方便，操作簡單，具有性價比高等特點。
）對于工作條件惡劣，對可靠性要求高，特別是涉及自動化生產(chǎn)線的電動機，應(yīng)選用中、功能較全的智能型保護器。
）對于防爆電機，由于軸承磨損造成偏心，可能導(dǎo)致防爆間隙處摩擦出現(xiàn)高溫，產(chǎn)生爆炸危險，應(yīng)選擇磨損狀態(tài)監(jiān)測功能。對于大容量高壓潛水泵等特殊設(shè)備，由于檢查維護困難，也應(yīng)選擇磨損狀態(tài)監(jiān)測功能，同時監(jiān)測軸承的溫度，避免發(fā)生掃膛事故造成重大經(jīng)濟損失。
）應(yīng)用于有防爆要求場所的保護器，要根據(jù)應(yīng)用現(xiàn)場的具體要求，選用相應(yīng)的防爆型保護器，避免安全事故發(fā)生。
常見故障
在家用電器設(shè)備中，如電扇、電冰箱、洗衣機、抽油煙機、吸塵器等，其工作動力均采用單相交流電動機。這種電動機結(jié)構(gòu)較簡單，因此有些常見故障可在業(yè)余條件下進行修復(fù)。
電動機通電后不啟動，電動機轉(zhuǎn)速慢而無力，電動機外殼帶電，電動機運轉(zhuǎn)時溫升加劇，電動機運行噪聲大，機身過熱。