考虑到电流传感器的直流残余电流I0,电动机产生的转矩除了使电机连续旋转的转矩KTRMS·IRMS外,还有由电流传感器的直流残余电流引起的转矩的正弦脉动:
KTPhase·√2I0·Sin(θ-120)
转矩脉动的频率与电机的转速及极对数成正比:
f=p·N/60
其中p为电机的极对数,N为电机的转速(rpm)。
电流指令为0时,电机将产生频率为f=p·N/60的正弦振动。
3、“大马拉小车”引起较大转矩、转速波动
相位控制的直流无刷电机的运行存在转矩波动,引起转矩波动的因素很多,其中一个因素是电流传感器的直流残余电压引起的转矩波动。
转矩波动的频率与电机的转速及极对数成正比。例如,一个6极电机的转速为600rpm,则由电流传感器的直流残余电压引起的转矩波电流传感器通常有1%到2%的直流残余电压,相对于驱动器峰值电流的1%到2%。对20A驱动器来说,峰值电流为40 A,电流传感器2%的直流残余电压相对于400 mA。如果用20 A驱动器驱动一个连续电流只有1A的直流无刷电机,400 mA引起的转矩波动将是电动机连续转矩的40%,这是不能允许的。
电流传感器的直流残余电压随着驱动器额定电流的增大而增大,选择大功率驱动器驱动小功率伺服电机(大马拉小车),将产生不必要的转矩波动,引起转速的波动。
伺服电机选择的时候,一个要考虑的就是功率的选择。一般应注意以下两点:
1、如果电机功率选得过小。就会出现“小马拉大车”现象,造成电机长期过载,使其绝缘因发热而损坏,甚至电机被烧毁。
2、如果电机功率选得过大。就会出现“大马拉小车“现象,其输出机械功率不能得到充分利用,功率因数和效率都不高,不但对用户和电网不利。还会造成电能浪费。
也就是说,电机功率既不能太大,也不能太小,松下伺服电机选型手册,要正确选择电机的功率,必须经过以下计算或比较:
P=:F*V/100
(其中P是计算功率,单位是KW,松下伺服电机,F是所需拉力,单位是N,V是工作机线速度m/s)
的是采用类比法来选择电机的功率。所谓类比法,就是与类似生产机械所用电机的功率进行对比。
具体做法是:了解本单位或附近其他单位的类似生产机械使用多大功率的电机,选用相近功率的电机进行试车。试车的目的是验证所选电机与生产机械是否匹配。
验证的方法是:使电机带动生产机械运转,用钳形电流表测量电机的工作电流,将测得的电流与该电机铭牌上标出的额定电流进行对比。
如果电功机的实际工作电流与铭脾上标出的额定电流上下相差不大,则表明所选电机的功率合适。
如果电机的实际工作电流比铭牌上标出的额定电流低70%左右。则表明电机的功率选得过大,应调换功率较小的电机。
如果测得的电机工作电流比铭牌上标出的额定电流大40%以上。则表明电机的功率选得过小,应调换功率较大的电机。
实际上应该是考虑扭矩(转矩),电机功率和转矩计算公式。
即T=9550P/n
式中:
P一功率,kW;n一电机的额定转速,r/min;T一转矩,Nm。
电机的输出转矩一定要大于工作机械所需要的转矩,一般需要一个安全系数。
机械功率公式:P=T*N/97500
P:功率单位W;T:转矩,单位克/cm;N:转速,单位r/min。
Q:松下交流伺服系统在位置控制方式下,控制系统输出的是脉冲和方向信号,但不管是正转指令还是反转指令,电机只朝一个方向转,为什么?
A:松下交流伺服系统在位置控制方式下,可以接收三种控制信号:脉冲/方向、正/反脉冲、A/B正交脉冲。驱动器的出厂设置为A/B正交脉冲(No42为0),请将No42改为3(脉冲/方向信号)。
Q:松下交流伺服系统的使用中,能否用伺服-ON作为控制电机脱机的信号,以便直接转动电机轴?
A:在SRV-ON信号断开时电机能够脱机(处于自由状态),松下伺服电机参数,但不要用它来启动或停止电机,频繁使用它开关电机可能会损坏驱动器。如果需要实现脱机功能时,可以采用控制方式的切换来实现:假设伺服系统需要位置控制,可以将控制方式选择参数No02设置为4,即方式为位置控制,第二方式为转矩控制。用C-MODE来切换控制方式:在进行位置控制时,使信号C-MODE打开,使驱动器工作在方式(即位置控制)下;在需要脱机时,使信号C-MODE闭合,使驱动器工作在第二方式(即转矩控制)下,由于转矩指令输入TRQR未接线,电机输出转矩为零,从而实现脱机。
Q:在我们开发的数控铣床中使用的松下交流伺服工作在模拟控制方式下,位置信号由驱动器的脉冲输出反馈到计算机处理,伺服电机松下a5,在装机后调试时,发出运动指令,电机就飞车,什么原因?
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