《MOTOR种类功能说明课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《MOTOR种类功能说明课件.ppt（36页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、,1.Motor的种类2.Induction Motor3.Torque Motor4.Reverse Motor5.Speed Control Motor6.减速机7.Stepping Motor(包含异常措施 Flow)8.Servo Motor,制作日:2001.11.19制作者:,各 Motor类结果及功能,1.Motor的种类,主要用途,动力用,瞬间停止,瞬间停止,保持负荷,速度控制,功能,MOTOR的种类,特点,恒速,正逆转,恒速顺时正逆转,恒速正逆转瞬间停止,恒速正逆转瞬间停止保持负荷,可变速正逆转瞬间停止,可变速正逆转瞬间停止保持负荷,速度控制,高精度的定位,高速、高精度定位,
2、位置、速度控制,位置、速度控制,系列,系列,系列,系列,系列,速度,2相,5相,系列,连续额定,恒速正逆转瞬间停止,旋转,根据负荷其转数量有变,30分额定,旋转,旋转,旋转,旋转,根据负荷其转数量有变,无负荷维持力,30分额定,旋转,速度范围,无激发启动型/静电时安全对策,根据负荷有变,速度范围,自低速至高速FLAT的Torque,速度范围,自低速至高速FLAT的Torque,旋转以下,分辨率,高分辨率,中低速、高TORQUE,维持力,控制速度MODE定位MODE高分辨率O.72TORQUE LIMIT功能,特点 一个方向连续运转用 Conveyor驱动等,适合于向一个方向连续运转的用途。有C
3、ondenser 启动型单相马达与三相马达。,2.INDUNTION Motor,看型号的方法,结构,结构,输出,Lead线,MOTOR是用恒速控制的感应MOTOR。拿Arago圆盘解释旋转原理。磁石的旋转:相当于由STATOR形成的旋转磁场(1次侧)铜盘:相当于ROTOR(2次侧)磁通量(磁石的 NS中间)通过导体，就根据弗莱明的右手定则产生导体的电动势,由此电动势导体上产生电流（Arago圆盘的话漩涡电流）。在此，通过感应的电流与磁通量的相互作用(弗莱明的左手定则),导体（铜盘)向磁通量的旋转方向(旋转磁场)带动旋转。若磁通量不通过导体，就不产生感应电动势，因此铜盘旋转速度慢于 此Arag
4、o圆盘磁石的旋转是形成STATOR的旋转磁场，铜盘相当于ROTOR。实际的感应MOTOR上使得旋转力更有效率地发挥设计。CONDENSER的作用 卷线方面来讲，可分为不使用电容器的主卷线与插入电容器的辅助卷线。电容器的作用中有；延长位相从单相电源做成接近2相电源的形态。,动作原理,恒速MOTOR中有；具有动力用、瞬时停止用BRAKE和负荷维持用BRAKE功能的等。在此，关于恒速MOTOR的转数-TORQUE特性说明。,启动 TORQUE 最大 TORQUE 额定 TORQUE 同步转数 无负荷转数 额定转数,转数,Torque特性曲线,电压,电压,时间,电容器,转数,时间,3.Torque M
5、otor,特点 广泛速度可变 MOTOR的 TORQUE与电压的平方成比例，转换供给电压可转换旋转速度。适合于卷绕作业 把连续以常速出来的用正张力卷绕时，若卷绕部分的直径达到2倍，TORQUE应达到 2倍，速度成一半。适合于这种用途。使用于约束运转 TORQUE MOTOR与一般 MOTOR不同，在约束状态或者接近约束的低速运转下可进行稳定的 TORQUE设计。可使用为BRAKE 若使用于转数TORQUE特性的制动领域，可用为BRAKE。,看型号的方法,结构,系列,系列,输出,电压、极数,单相,极,规格认证,型号,大小,形态,圆形,安装大小,安装大小,安装大小,直接GN TYPE减速机,合适于
6、TAPING运转。若线轴的直径达到2倍，使得TORQUE达成2倍,速度达成的用途.,用途,可使用为BRAKE.可使用为约束运转用.压物体的情况或者最后进行工序时变约束状态的用途.,正张力卷绕,自启动至无负荷转数可进行稳定的运转。,转数,Torque特性曲线,制动领域,稳定领域,稳定领域,旋转速度,4.Reverse Motor,特点适合于正逆运转将马达的旋转方向瞬时可转换的30分额定马达。适合海外安全规格.Global电压对应.,看型号的方法,结构,型Helical Gear,容量,输出,电压、极数,单相,极,用电容器,型号,设置,安装端子Box,“圆形,形态,板,压板,单相,三相,极,极,型
7、Helical Gear,单相,单相,用电容器,名,5.Speed Control Motor,使得灵活启动,停止的SLOW START,SLOW DOWN功能,特点,看型号的方法,结构与原理,型Helical Gear,附加,输出,单相,用,电压,设置,圆形,形态,单相,名,用,型Helical Gear,附加,MOTOR部INDUCTION MOTOR或者 REVERSIBLE MOTOR的后部安装速度检测机。CONTROL PACK 比较速度设定机信号与MOTOR转数，调整为达到设定的转数施加在MOTOR 的电力。速度设定机 用手柄设定速度。,如图，是CLOSED LOOP控制，并可保持
8、恒数旋转。若负荷有变，转数也变，这样减少施加在马达上的电力可回到原来的转数。,速度,Torque特性曲线,-在任意的转数上要设定、调整可使用SPEED CONTROL MOTOR。,转数,使用限制线,转数,轴,6.减速机,1)减速机的作用 可减少转数。,TORQUE.,额定TORQUE 减速比 2 kgcm 1:50 2500.86=86(中间 GEARHEAD与TORQUE放大无关。),kgcm,将TORQUE放大,2)减速机的结构及种类与特点 结构 标准TYPE GN TYPE 加速机的结构,高输出TYPE GU TYPE的减速机结构。加强各构成GEAR的 MODULE,厚度等 可产生高输
9、出TORQUE的减速机结构,特点,*高分辨率 高精度定位STEPPING MOTOR的最大特点是可简单得出高精度定位。(MOTOR的动作与钟表的秒针一样动作。)STEPPING MOTOR中有以0.72单位旋转的5相 STEPPING MOTOR与 1.8单位旋转的2相 STEPPING MOTOR。动作角度与输入的PULSE同步旋转，误差是3分以内(即,0.05:无负荷时)的高精度。,*角度控制、速度控制方便。是所谓PULSE的电气信号，可简单控制旋转角度、旋转速度。STEPPING MOTOR是用以PULSE信号数、旋转角度、PULSE信号的速度(频率)可控制旋转速度。PULSE 信号的速
10、度pps与 STEPPING MOTOR的运转速度rpm如下图；,7.STEPPING Motor,PULSE是,反复操作电压的ON，OFF的电气信号，如图ON、OFF操作1次为（1Cycle）1PULSE。,*高TORQUE高响应 STEPPING MOTOR是安装在小型也可以得到大 TORQUE。因此，加速性很优秀，将1旋转以内的移动量很快就可以动作。*有磁性持久性。STEPPING MOTOR在停止的情况(无PULSE信号时)也有很长的持久性。因此，不与机械性制动器并用也可维持其停止位置。(上下驱动等静电时需要维持负荷的情况下需要电子BRAKE。*OPEN LOOP 控制STEPPING
11、 MOTOR动作与Pulse信号正比，由于不带有速度、位置检测机构，因此其定位系统的结构比较简便。参考事项PULSE 速度:pps(pulse per second)用以每1秒输入的PULSE个数表示 STEPPING MOTOR速度的单位。角度单位:角度与时间一样以60进制表示。.(1度=60分)STEP角:输入完1PULSE时 STEPPING MOTOR旋转的角度.持久力:MOTOR在停止的状态上即使向SHAFT加压，MOTOR也不旋转就要维持其位置的 力量。(TORQUE),旋转角度,旋转速度,旋转速度,5相STEPPING MOTOR例子,结构STEPPING MOTOR的最大的特点
12、是带有卷线的 STATOR内轴部与 ROTOR外轴部上有小齿。并且ROTOR内部带有永久磁石。因此，若用手转动STEPPING MOTOR时感觉到有咔喳咔喳的声音,可知道MOTOR SHAFT在转动。5相 STEPPING MOTOR中有5个A相,B相,C相,D相,E相的卷线群。R O T O R:以永久磁石与铁心结构的 MOTOR的旋转尺S T A T O R:带有多个卷线群的MOTOR的固定尺励 磁:MOTOR的卷线上施加电流的状态P I T C H:将ROTOR齿之间的间隔表示为与ROTOR的中心成角。.,结构及动作原理,卷线,下图是将STEPPING MOTOR从 SHAFT边看时的剖
13、面图。STATOR 5相 STEPPING MOTOR以5相 2极卷线。STATOR有10个磁极，使得相互对看的2个磁极做成同样的极性(N或者S)卷线。各磁极有4个小齿。ROTORROTOR 边框有50个的小齿。MOTOR 结构图 2:与SHAFT垂直方向的剖面图。,MOTOR 结构图 2:与SHAFT垂直方向的剖面图,动作原理STEPPING MOTOR是 STATOR与 ROTOR的齿互相啮合旋转。A 相励磁要运转STEPPING MOTOR，就按顺序转换各卷线接通的电流。首先看一下流在A相的状态,无交叉,励磁状态,B 相励磁以下，截止A相的电流,使B相电流接通。,励磁状态,速度-TORQ
14、UE 特性 表示STEPPING MOTOR的性能中代表的特性。横轴表示PULSE速度，竖轴表示TORQUE。表示运转STEPPING MOTOR时的速度(PULSE速度)与其速度时可得到的力量(TORQUE)。,STEPPING MOTOR 速度 TORQUE特性的特点中有；PULLIN TORQUE围绕的领域与PULLOUT TORQUE-PULLIN TORQUE 之间的SLEW领域2种类的动作领域。并且，PULSE速度加快，MOTOR的TORQUE便降低也是最大的特点之一。励磁最大停止TORQUE(TH)STEPPING MOTOR在通电状态(额定电流)下在停止时可得到的最大TORQU
15、E(持久力)MOTOR不能发出此TORQUE以上的 TORQUE，所以当选定 MOTOR时作为基准。最大响应频率 STEPPING MOTOR可运转的最大 PULSE速度。TORQUE(PULLOUT TORQUE)已输入的PULSE速度上可发生的最大TORQUE。此TORQUE曲线当选定 MOTOR时很重要，并使计算的 TORQUE在 PULLOUT TORQUE里边。最大频率(fs)STEPPING MOTOR当无负荷时，可瞬时启动、停止的最大PULSE速度。若此以上的PULSE速度就不能启动 MOTOR。最大频率是在SLEW领域内运转MOTOR的启动PULSE速度上限线。领域 是用STE
16、PPING MOTOR上输入的PULSE速度可瞬时启动 停止的领域（范围）。SLEW 领域 是STEPPING MOTOR的高速领域。为了在此领域驱动STEPPING MOTOR，应需要逐渐加减速输入PULSE信号的SLOW UP、SLOW DOWN操作。,特性因素,温度上升特性因为STEPPING MOTOR频繁反复启动、停止运转，并MOTOR停止也接通电流，所以此步进电机可以说比其他MOTOR容易放热的MOTOR。可使用的温度范围MOTOR 部-外皮的中央部温度100以下 MOTOR上没有温度检测功能、保护功能。Driver部-励磁转换用Transistor的防热板温度是80 以下 Dri
17、ver上内置温度传感器。由OVER HEAT信号输出可感应。周围温度也要注意。,随着运转速度，MOTOR Driver的温度上升有变化,异常 Check Flow,(2)特点 1.旋转角度,旋转速度容易控制。是从控制器设定PULSE列信号的，可容易控制MOTOR输出轴的旋转角度，旋转速度。,8.Servo Motor,旋转角度=分辨率/step PULSE数 PULSE 分辨率/step旋转速度 r/min=-PULSE速度 Hz 60 sec 3602.高分辨率,高精度的定位,(1)定位 是代表的控制用MOTOR，有STEPPING MOTOR与 SERVO MOTOR。,特点*短距离，短时
18、间定位运转*低速/高TORQUE,特点*长距离高速定位运转*高速/高TORQUE,新世代,电压,PULSE列信号（例子）,PULSE数,PULSE速度,时间,停止精度,停止状态,停止,无负荷,额定负荷,MOTOR的种类,相,系列,系列,分辨率,轻微震动,3.有磁性持久力。MOTOR在停止的情况也有磁性的持久力。4.高响应 是加速/减速时的响应能力优好的MOTOR。,2.控制用MOTOR的系统构成(1)STEPPING MOTOR MOTOR 本身“可高精度的定位运转.”设计。Driver是从控制器 PULSE TIMING MOTOR,MOTOR STEP(=).控制器,Driver,MOTO
19、R由OPEN LOOP控制方式构成，可简单高精度地定位运转。(2)AC SERVO MOTOR MOTOR上安装旋转检测器(编码器)，向DRIVER反馈当前的旋转位置/旋转速度。DRIVER连算从控制器的PULSE列信号（位置指令/速度指令）与反馈信号(当前位置/速度)的误差，使其误差为“0”控制MOTOR卷线电流。是在DRIVER,MOTOR,ENCODER上用 CLOSED LOOP控制方式的，可高精度的 定位运转。,控制器,PULSE震荡器,列信号,DRIVER,卷线电流,优点,1。无需要调整。不需要对负荷条件与机构刚性的GAIN调整。2。同步性优秀。与控制器的PULSE信号同步旋转。,
20、.区分控制用 MOTOR的使用(1)关于定位时间 以可在更短时间内做定位运转前提下选定控制用MOTOR的情况,可考虑关于以下的 1)控制方法差异,2)速度 TORQUE特性的差异。(1-1)关于定位时间的考虑点 1)控制方法的差异 由于OPEN LOOP 控制/CLOSED LOOP控制的差异发生修改时间的差异。此修改时间的差异做为发生定位时间差异的原因。定位时间=PULSE列信号输入时间+修改时间,优点,1。不会超脱限位。在旋转检测机（编码器）上检测ROTOR旋转位置，使得STATOR的旋转磁场 常保持适当的状态控制。2。定位完成信号/输出ALARM信号。因为MOTOR的运转状态，所以定位运
21、转完时，保护功能当启动时输出信号。与控制器的PULSE信号同步旋转。,修改时间:对于从控制器的 PULSE列信号的指令位置产生实际的MOTOR旋转位置产生迟延。当MOTOR停止时产生的此时间差就是修改时间。2)速度-TORQUE 特性差异 由 速度 TORQUE特性的差异,按照运转的转数发生在加速 TORQUE的差异.这加速 TORQUE的差异做为 MOTOR的加速时间/减速时间上产生差异的原因.,定位距离长.在高速运转】,定位距离短 在低速运转】,在低速STEPPING MOTOR的TORQUE大。,瞬时最大,转数,在高速AC SERVO MOTOR的TORQUE大。,瞬时最大,转数,(1-
22、2)根据机构的定位时间 1)INDEX TABLE 驱动 运转模式多的是在 MOTOR 输出轴为180以下的旋转量.,INDEX TABLE 定位时间 定位量】,2)BALL SCREW机构的驱动 根据定位距离区分控制用MOTOR可使用。,BALL SCREW机构,【TABLE 移动量 定位时间】,短距离的多点位置决定,有效,长距离的多点位置决定,有效,短量,负荷转动惯量,轴换算,3)TIMING BELT机构的驱动 根据定位距离，机构的LEAD/刚性区分控制用MOTOR使用。,TIMING BELT机构,【TABLE 移动量 定位时间】(2)关于停止精度 以可做更高精度的定位运转。前提下选定
23、MOTOR的情况,可需要考虑关于以下的 1)停止状态,2)摩擦负荷的影响。,(2-1)关于停止精度的考虑点 1)停止状态【STEPPING MOTOR】MOTOR内部有以高精度制作出的结构(ROTOR/STATOR的小齿,磁极,卷线常数)从此可进行定位。MOTOR的输出轴是停止状态。,不需要调整GAIN.容许负荷转动惯性大,有效,BELT与PULLEY的LEAD,重量,负荷转动惯性,轴换算,【AC SERVO MOTOR】为使控制器PULSE列信号与编码器的反馈信号误差为“0”，从Driver用控制的方法定位。MOTOR输出是在编码器分辨率的宽度(1PUSLE)以 状态(HUNTING)停止。
24、,2)根据摩擦负荷的影响【STEPPING MOTOR】STEPPING MOTOR的停止位置精度是以停止角度误差与根据摩擦负荷进行的变位角度 组合。停止位置精度=停止角度误差+根据摩擦负荷进行的变位角度(0.05)(L)根据此角度()-TORQUE(T)特性的MOTOR输出轴是以摩擦负荷TORQUE TL成角度 L停止。,要停止的位置,Pulse,Pulse,A位置：理想的停止位置B位置：过1PULSE的位置C位置：前1PULSE的位置,励磁最大停止,角度,【AC SERVO MOTOR】AC SERVO MOTOR的停止位置由旋转检测机(编码器)的分辨率确定。停止位置精度=编码器分辨率(1
25、PULSE)关于STEPPING MOTOR的角度 TORQUE特性要察看同样的特性如下图；,(2-2)停止位置精度 1)STEPPING MOTOR/COST.,瞬时最大,角度,与,机器原点,运转Pattern,运转Pattern,运转Pattern,2)AC SERVO MOTOR 既然MOTOR停止中产生 HUNTING()，但左右两个方向可做 定位运站，并可构成高速定位系统。,根据摩擦负荷,进行的变位角度,的计算,小齿的,变换为108。计算),摩擦负荷,励磁最大停止,与,机器原点,运转Pattern,运转Pattern,运转Pattern,轻微震动,(3-1)关于旋转变动率 1)STE
26、PPING MOTOR STEPPING MOTOR与控制器的PULSE列信号同步向STEP角旋转。【高速旋转】由于PULSE列信号的时间间隔短，STEP上的动作可灵活连续动作。,【低速旋转】由于PULSE列信号的时间间隔长，STEP上的动作明显。,2)AC SERVO MOTOR AC SERVO MOTOR是从编码器的PULSE信号检测当前的旋转速度。速度控制部连算速度指令信号与当前旋转速度的误差，从此进行电流指令。【高速旋转】SAMPLING中的 PULSE数误差少，因此旋转速度的检测精度为高精度。,控制器PULSE信号,MOTOR轴,旋转角度,时间,控制器PULSE信号,旋转角度,MO
27、TOR轴,时间,数,数,时间,【低速旋转】SAMPLING中的PULSE数误差大，因此旋转速度的检测精度不好。,(3-2)旋转变动率的比较有必要随旋转速度的旋转变动率一同TORQUE特性也要考虑区分使用。,数,数,时间,相,系列,系列,该司,(4)关于输入/输出信号控制用MOTOR除PULSE列信号以外，还用多种输入输出信号。用此种输入/输出信号，可效率控制设备的控制系统。(4-1)控制系统 1)STEPPING MOTOR 是OPEN LOOP控制，可确认MOTOR的动作状态。因此发生过负荷等异常状态下，不能输出动作保护功能的ALARM信号。,正显示运转STEPPING MOTOR时的基本控
28、制信号。,运转方向,过负荷,卷线电流,Driver,控制器,PULSE列信号,运转MODE转换信号,输出电流OFF信号,信号,信号,励磁TIMING信号,输出电流OFF信号,2)AC SERVO MOTOR 是以CLOSED LOOP，可确定MOTOR的动作状态。因此若产生过负荷等异常 状态，启动保护功能可输出ALARM信号。,运转方向,过负荷,卷线电流,信号,控制器,Driver,列信号,信号,信号,定位完成信号,信号,相信号,信号,信号,定位完成信号,信号,信号,信号,相信号,Driver,运转MODE转换信号,信号,3)新世代 STEPPING MOTOR-STEP STEPPING M
29、OTOR上安装 ROTOR位置检测机。DRIVER可在 ROTOR旋转位置辨识 超脱限位的领域，并在超脱领域转换为 CLOSED LOOP控制，关于 ROTOR旋转 使STATOR的旋转磁场为最佳的位置控制。因此，若产生过负荷等异常情况，启动与AC SERVO MOTOR相同的保护功能可输出 ALARM信号。,注)显示运转新世代 STEPPING MOTOR-STEP情况的基本控制信号。,Driver,Driver,控制器,PULSE列信号,运转MODE转换信号,输出电流OFF信号,信号,信号,励磁TIMING信号,输出电流OFF信号,定位完成信号,信号,定位完成信号,信号,信号,运转方向,过负荷,卷线电流/ROTOR位置检测信号,相信号,(4-2)输入/输出信号的作用 介绍代表的输入/输出信号的作用。,
