優(yōu)勢供應Ac-motoren進口電機AWM 315
優(yōu)勢供應Ac-motoren進口電機AWM 315
江蘇邱成機電有限公司
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江蘇邱成機電有限公司是一家集研發(fā)、工程、銷售、技術服務于一體的現(xiàn)代化企業(yè),是國內自動化領域具競爭力的設備供應商。公司主要經(jīng)營歐美和日韓 等發(fā)達國家的機電一體化設備、高精度分析檢測儀器、環(huán)境與新能源工業(yè)設備及電動工具等工控自動化產品。
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公司
同步電機與異步電機設計上的區(qū)別
同步電機和異步電機的區(qū)別在于它們的轉子速度與定子旋轉磁場是否一致,電機的轉子速度與定子旋轉磁場相同,叫同步電機,反之,則叫異步電機。
另外,同步電機與異步電機的定子繞組是相同的,區(qū)別在于電機的轉子結構。異步電機的轉子是短路的繞組,靠電磁感應產生電流。而同步電機的轉子結構相對復雜,有直流勵磁繞組,因此需要外加勵磁電源,通過滑環(huán)引入電流;因此同步電機的結構相對比較復雜,造價、維修費用也相對較高。
同步電機與異步電機無功方面的區(qū)別D1VW020HN KW |
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相對于異步電機只能吸收無功,同步電機可以發(fā)出無功,也可以吸收無功!同步電機與異步電機在功能、用途上的區(qū)別
同步電機轉速與電磁轉速同步,而異步電動機的轉速則低于電磁轉速,同步電機不論負載大小,只要不失步,轉速就不會變化,異步電動機的轉速時刻跟隨負載大小的變化而變化。
同步電機的精度高、但造工復雜、造價高、維修相對困難,而異步電機雖然反應慢,但易于安裝、使用,同時價格便宜。所以同步電動機沒有異步電機應用廣泛。
同步電機多應用于大型發(fā)電機,而異步電機幾乎應用在電動機場合。
試驗臺及測試(6張)
2010年6月2日,財政部、國家發(fā)展改革委聯(lián)合出臺《關于印發(fā)節(jié)能產品惠民工程高效電機推廣實施細則的通知》,將高效電機納入節(jié)能產品惠民工程實施范圍,采取財政補貼方式進行推廣。
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研制高效電機的同時,采用變頻調速技術是另一項行之有效的節(jié)能措施。高效電機和變頻電機試驗對測試設備的功能及性能指標提出了較高的要求,為了準確獲取電機的效率,應該采用帶微處理器的寬頻功率分析儀和準確級較高的變頻電量變送器/傳感器。
為了建立同步電機的數(shù)學模型,必須對實際的三相同步電機作必要的假定,以便簡化分析計算。通常假定:
(1)電機磁鐵部分的磁導率為常數(shù),既忽略掉磁滯、磁飽和的影響,也不計渦流及集膚作用等的影響。
(2)對縱軸及橫軸而言,電機轉子在結構上是*對稱的。
(3)定子的3個繞組的位置在空間互相相差120º電角度,3個繞組在結構上*相同。同時,它們均在氣隙中產生正弦形分布的磁動勢。
(4)定子及轉子的槽及通風溝等不影響電機定子及轉子的電感,即認為電機的定子及轉子具有光滑的表面
步進電機又稱為脈沖電機,基于最基本的電磁鐵原理,它是一種可以自由回轉的電磁鐵,其動作原理是依靠氣隙磁導的變化來產生電磁轉矩。其原始模型是起源于1830年至1860年間。1870年前后開始以控制為目的的嘗試,應用于氫弧燈的電極輸送機構中。這被認為是最初的步進電機。二十世紀初,在話自動交換機中廣泛使用了步進電機。由于西方資本主義列強爭奪殖民地,步進電機在缺乏交流電源的船舶和飛機等獨立系統(tǒng)中得到了廣泛的使用。二十世紀五十年代后期晶體管的發(fā)明也逐漸應用在步進電機上,對于數(shù)字化的控制變得更為容易。到了八十年代后,由于廉價的微型計算機以多功能的姿態(tài)出現(xiàn),步進電機的控制方式更加靈活多樣。
[2] 步進電機相對于其它控制用途電機的區(qū)別是,它接收數(shù)字控制信號(電脈沖信號)并轉化成與之相對應的角位移或直線位移,它本身就是一個完成數(shù)字模式轉化的執(zhí)行元件。而且它可開環(huán)位置控制,輸入一個脈沖信號就得到一個規(guī)定的位置增量,這樣的所謂增量位置控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的直流控制系統(tǒng)相比,其成本明顯減低,幾乎不必進行系統(tǒng)調整。步進電機的角位移量與輸入的脈沖個數(shù)嚴格成正比,而且在時間
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上與脈沖同步。因而只要控制脈沖的數(shù)量、頻率和電機繞組的相序,即可獲得所需的轉角、速度和方向。
[2] 我國的步進電機在二十世紀七十年代初開始起步,七十年代中期至八十年代中期為成品發(fā)展階段,新品種和高性能電機不斷開發(fā),目前,隨著科學技術的發(fā)展,特別是永磁材料、半導體技術、計算機技術的發(fā)展,使步進電機在眾多領域得到了廣泛應用。
[2] 步進電機控制技術及發(fā)展概況
作為一種控制用的特種電機,步進電機無法直接接到直流或交流電源上工作,必須使用專的驅動電源(步進電機驅動器)。在微電子技術,特別計算機技術發(fā)展以前,控制器(脈沖信號發(fā)生器)*由硬件實現(xiàn),控制系統(tǒng)采用單獨的元件或者集成電路組成控制回路,不僅調試安裝復雜,要消耗大量元器件,而且一旦定型之后,要改變控制方案就一定要重新設計電路。這就使得需要針對不同的電機開發(fā)不同的驅動器,開發(fā)難度和開發(fā)成本都很高,控制難度較大,限制了步進電機的推廣。
[2] 由于步進電機是一個把電脈沖轉換成離散的機械運動的裝置,具有很好的數(shù)據(jù)控制特性,因此,計算機成為步進電機的理想驅動源,隨著微電子和計算機技術的發(fā)展,軟硬件結合的控制方式成為了主流,即通過程序產生控制脈沖,驅動硬件電路。單片機通過軟件來控制步進電機,更好地挖掘出了電機的潛力。因此,用單片機控制步進電機已經(jīng)成為了一種必然的趨勢,也符合數(shù)字化的時代趨。
正因為步進電機的廣泛應用,對步進電機的控制的研究也越來越多,在啟動或加速時如果步進脈沖變化太快,轉子由于慣性而跟隨不上電信號的變化,產生堵轉或失步在停止或減速時由于同樣原因則可能產生超步。為防止堵轉、失步和超步,提高工作頻率,要對步進電機進行升降速控制。
[2] 步進電機的轉速取決于脈沖頻率、轉子齒數(shù)和拍數(shù)。其角速度與脈沖頻率成正比,而且在時間上與脈沖同步。
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因而在轉子齒數(shù)和運行拍數(shù)一定的情況下,只要控制脈沖頻率即可獲得所需速度。由于步進電機是借助它的同步力矩而啟動的,為了不發(fā)生失步,啟動頻率是不高的。特別是隨著功率的增加,轉子直徑增大,慣量增大,啟動頻率和高運行頻率可能相差十倍之多。
[2] 步進電機的起動頻率特性使步進電機啟動時不能直接達到運行頻率,而要有一個啟動過程,即從一個低的轉速逐漸升速到運行轉速。停止時運行頻率不能立即降為零,而要有一個高速逐漸降速到零的過程
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步進電機的輸出力矩隨著脈沖頻率的上升而下降,啟動頻率越高,啟動力矩就越小,帶動負載的能力越差,啟動時會造成失步,而在停止時又會發(fā)生過沖。要使步進電機快速的達到所要求的速度又不失步或過沖,其關鍵在于使加速過程中,加速度所要求的力矩既能充分利用各個運行頻率下步進電機所提供的力矩,又不能超過這個力矩。因此,步進電機的運行一般要經(jīng)過加速、勻速、減速三個階段,要求加減速過程時間盡量的短,恒速時間盡量長。特別是在要求快速響應的工作中,從起點到終點運行的時間要求最短,這就必須要求加速、減速的過程最短,而恒速時的速度高。
[2] 國內外的科技工作者對步進電機的速度控制技術進行了大量的研究,建立了多種加減速控制數(shù)學模型,如指數(shù)模型、線性模型等,并在此基礎上設計開發(fā)了多種控制電路,改善了步進電機的運動特性,推廣了步進電機的應用范圍指數(shù)加減速考慮了步進電機固有的矩頻特性,既能保證步進電機在運動中不失步,又充分發(fā)揮了電機的固有特性,縮短了升降速時間,但因電機負載的變化,很難實現(xiàn)而線性加減速僅考慮電機在負載能力
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范圍的角速度與脈沖成正比這一關系,不因電源電壓、負載環(huán)境的波動而變化的特性,這種升速方法的加速度是恒定的,其缺點是未充分考慮步進電機輸出力矩隨速度變化的特性,步進電機在高速時會發(fā)生失步。
步進電機由于受到自身制造工藝的限制,如步距角的大小由轉子齒數(shù)和運行拍數(shù)決定,但轉子齒數(shù)和運行拍數(shù)是有限的,因此步進電機的步距角一般較大并且是固定的,步進的分辨率低、缺乏靈活性、在低頻運行時振動,噪音比其他微電機都高,使物理裝置容易疲勞或損壞。這些缺點使步進電機只能應用在一些要求較低的場合,對要求較高的場合,只能采取閉環(huán)控制,增加了系統(tǒng)的復雜性,這些缺點嚴重限制了步進電機作為優(yōu)良的開環(huán)控制組件的有效利用。細分驅動技術在一定程度上有效地克服了這些缺點。
[2] 步進電機細分驅動技術是年代中期發(fā)展起來的一種可以顯著改善步進電機綜合使用性能的驅動技術。年美國學者、*在美國增量運動控制系統(tǒng)及器件年會上提出步進電機步距角細分的控制方法。在其后的二十多年里,步進電機細分驅動得到了很大的發(fā)展。逐步發(fā)展到上世紀九十年代*成熟的。我國對細分驅動技術的研究,起步時間與國外相差無幾。
[2] 在九十年代中期的到了較大的發(fā)展。主要應用在工業(yè)、航天、機器人、精密測量等領域,如跟蹤衛(wèi)星用光電經(jīng)緯儀、用儀器、通訊和雷達
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等設備,細分驅動技術的廣泛應用,使得電機的相數(shù)不受步距角的限制,為產品設計帶來了方便。目前在步進電機的細分驅動技術上,采用斬波恒流驅動,儀脈沖寬度調制驅動、電流矢量恒幅均勻旋轉驅動控制止,大大提高步進電機運行運轉精度,使步進電機在中、小功率應用領域向高速且精密化的方向發(fā)展。
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