西门子6ES7214-1BD23-0XB8大量库存

交流伺服控制器具有以下特点:

1、全数字化

交流伺服控制器是全数字化技术，其速度控制范围为0hz～500hz，控制精度标准为～0.02hz(特殊要求时可做到0.0025hz)。该控制器可以满足数控铣镗床进行大范围的稳定、准确的高精度速度控制的需求。

2、高可靠的调速和过载性能

与相比较，其速度曲线呈线性(速度曲线如图1)，使得加工过程时机床在频繁地起、停、正转、反转和制动控制的工况条件下连续正常地运行而速度不产生波动。而且，该系统具有优良的超载特性，在铭牌额定转速下可以做到300%的额定转矩输出，完全有别于一般变频器的工作曲线(见图2)，保证了重载加工过程中在负载大范围波动的情况下机床依然可以平稳运行。

图1 时光伺服控制器速度曲线

3、转速和转矩的解耦独立控制

交流伺服控制器可以实现三相异步电机任意转速与转速的“解耦控制”。从而保证了负载力矩变化时速度恒定。同样，时光伺服控制器可以保持在稳速运行情况下(低速0.3r/min下大扭矩输出、无波动爬行)实时地改变输出转矩以满足加工复杂曲面的大型工件的要求。

图2 一般通用“变频器”与“伺服控制器”的主要性能区别

4、三相交流异步电机的选型

目前国内三相交流异步电机生产技术十分成熟，可靠性高，容量可达数百kw以上;低速回转平稳、转矩大(无弱磁问题);

用户可根据需要选用专门设计的;也可以使用通用型三相异步电机，只需在电机后轴部加装编码器即可，而无需做其它的硬件改动。因此进行老机型改造和新机型设计都十分方便。

以下为编码器接线图介绍，与连接，以欧姆龙cpm1a为例：

1.npn集电极开路输出

接线方式如下图所示：

此接线方式应用于当的工作电压与plc的输入电压不同时，取编码器晶体管部分，另外串入，以无电压形式接入plc。但是需要注意的是，外接电源的电压必须在dc30v以下，开关容量每相35ma以下，超过这个工作电压，则编码器内部可能会发生损坏。

接线方式描述：编码器的褐线接编码器工作电压正极，蓝线接编码器工作电压负极，输出线依次接入plc的输入点，蓝线接外接电源负极，外接电源正极接入plc的输入com端。

2.电压输出

接线方式如下图所示：

接线方式描述：编码器的褐线接电源正极，输出线依次接入plc的输入点，蓝线接电源负极，再从电源正极端拉根线接入plc输入com端。

3.pnp集电极开路输出

接线方式如下图所示：

接线方式描述：编码器的褐线接工作电压正极，蓝线接工作电压负极，输出线依次接入plc的输入com端，再从电源负极端拉根线接入plc的输入com端。

4.线性驱动输出

接线方式描述：输出线依次接入后续设备相应的输入点，褐线接工作电压的正极，蓝线接工作电压的负极。

以下为旋转编码器接线图介绍，与计数器连接，以h7cx(omron制)为例

h7cx输入信号分为无电压输入和电压输入。

1.无电压输入

以无电压方式输入时，只接受npn输出信号。

(1)npn集电极开路输出的编码器接线方式如下图所示：

接线方式描述：褐线接电源正极，蓝线接电源负极，再从电源负极端拉根线接6号端子，黑线和白线接入8和9号端子，如果需要自动复位，则橙线接入7号端子。

(2)npn电压输出的编码器接线方式如下图所示：

接线方式与npn集电极开路输出方式一样。

2.电压输入

(1)npn集电极开路输出的编码器接线方式如下图所示：

(2)pnp集电极开路输出的编码器接线方式如下图所示：

图1杯形转子伺服的结构图

控制电动机的类型很多，这里只介绍常用的伺服电动机和步进电动机两种。

一、伺服电动机

伺服电动机的控制任务是将电压信号转换为转矩和转速以驱动控制对象。

1、交流伺服电动机

交流伺服电动机就是两相。它的定子上装有两个绕组：励磁绕组和控制绕组。它们在空间相隔90o，如图1所示。

为了减小转动惯量，转子通常用铝合金或铜合金制成的空心薄壁圆筒，称为杯形转子。此外，转子也可制成笼型。

图2是交流伺服电动机的接线图。励磁绕组1与c串联后接到交流上，其电压为。控制绕组2常接在放大器的输出端，控制电压即为放大器的输出电压。

图2 交流伺服电动机的接线图

选择适当的电容值，可使两个绕组中的电流和的相位差近于90o。这样，就产生两相旋转磁场，和电容分相式单相异步电动机一样，转子便转动起来。

当电源电压为一常数而信号控制电压的大小和相位改变时，就可控制电动机的转速和转向。当控制电压变为零时，电动机立即停转。

交流伺服电动机的输出功率一般是0.1~100w，其电源频率有50hz和400hz等多种。

图3所示是交流伺服电动机在热电偶温度计的自动平衡电位计电路中应用的一例。在测量温度时，将开关合在b点，利用电位计电阻段上的电压降来平衡热电偶的电动势。当两者不相等时，就产生不平衡电压(即差值电压)。不平衡电压经变流器变换为交流电压，而后经电子放大器放大。放大器的输出端接交流伺服电动机的控制绕组。于是电动机便转动起来，从而带动电位计电阻的滑动触点。滑动触点的移动方向，正好是使电路平衡的方向。一旦达到平衡()，电动机便停止转动。这时电阻上的电压降恰好与热电动势相等。如果将保持为标准值，那么，电阻的大小就可反映出热电动势或直接反映出被测温度的大小来。当被测温度高低发生变化时，的极性不同，也就是控制电压的相位不同，从而使伺服电动机正转或反转再达到平衡。

图3自动平衡电位计电路的原理图

为了使电流保持为恒定的标准值，在测量前或校验时，可将开关合在a点，将标准电池(其电动势为)接入。而后调节，使，即使。这时的电流即等于标准值。可变电阻器的滑动触点也常用伺服电动机来带动，以自动满足的要求。

2、直流伺服电动机

直流伺服电动机的结构和一般他励直流电动机一样，只是为了减小转动惯量而做得细长一些。通常采用电枢控制，就是励磁电压一定，建立的磁通φ也是定值，而将控制电压加在电枢上，其接线图如图4所示。由于信号电压较小，故需放大。

图4直流伺服电动机的接线图

由式(4.11.4)可知，在一定负载转矩下，当磁通不变时，如果升高电枢电压，电动机的转速就升高；反之，降低电枢电压，转速就下降；当时，电动机立即停转。要电动机反转，可改变电枢电压的极性。

直流伺服电动机通常应用于功率稍大的系统中，其输出功率一般为1~600w。

现以随动系统为例来说明直流伺服电动机的应用。

图5是采用电位器的位置随动系统的示意图。θ和为电位器和的轴的角位移(旋转角度)，它们分别正比于电压和。是控制指令，是被调量，被控机械与的轴联接。差值电压经放大后去控制伺服电动机，电动机经过传动机抅带动被控机械，使跟随θ而变化。

图5位置随动系统的示意图 二、 图6反应式步进电机的结构示意图步进电动机是一种利用电磁铁的作用原理将电脉冲信号转换为线位移或角位移的电机，近年来在数字控制装置中的应用日益广泛。例如在中，将加工零件的图形、尺寸及工艺要求编制成一定符号的加工指令，打在穿孔纸带上，输人数字计算机。计算机根据给定的数据和要求进行运算，而后发出电脉冲信号。计算机每发一个脉冲，步进电动机便转过一定角度，由步进电动机通过传动装置所带动的工作台或刀架就移动一个很小距离(或转动一个很小角度)。脉冲一个接着一个发来，步进电动机便一步一步地转动，达到自动加工零件的目的。图6是反应式步进电动机的结构示意图。它的定子具有均匀分布的六个磁极，磁极上绕有绕组。两个相对的磁极组成一相，绕组的连法如图所示。假定转子具有均匀分布的四个齿。下面介绍单三拍、六拍及双三拍三种工作方式的基本原理。1、单三拍 设相首先通电(两相不通电)，产生轴线方向的磁通，并通过转子形成闭合回路。这时，极就成为电磁铁的n，s极。在磁场的作用下，转子总是力图转到磁阻小的位置，也就是要转到转子的齿对齐极的位置[图7(a)]。接着相通电(两相不通电)，转子便顺时针方向转过30o，它的齿和极对齐[图7(b)]。随后相通电(两相不通电)，转子又顺时针方向转过30o。，它的齿和极对齐[图7(c)]。不难理解，当脉冲信号一个一个发来，如果按的顺序轮流通电，则电机转子便顺时针方向一步一步地转动。每一步的转角为30o(称为步距角)。电流换接三次，磁场旋转一周，转子前进了一个齿距角(转子四个齿时为90o)。如果按的顺序通电，则电机转子便逆时针方向转动。这种通电方式称为单三拍方式。图7单三拍通电方式时转子的位置2、六拍图8六拍通电方式时转子的位置设相首先通电，转子齿和定子极对齐[图8(a)]。然后在相继续通电的情况下接通相。这时定子极对转子齿2，4有磁拉力，使转子顺时针方向转动，但是极继续拉住齿1，3。因此，转子转到两个磁拉力平衡时为止。这时转子的位置如图8(b)所示，即转子从图(a)的位置顺时针方向转过15o。接着相断电，相继续通电。这时转子齿2，4和定子极对齐[图8(c)]，转子从图(b)的位置又转过了15o。而后接通相，相仍然继续通电，这时转子又转过了15o，其位置如图8(d)所示。这样，如果按的顺序轮流通电，则转子便顺时针方向一步一步地转动，步距角为15o。电流换接六次，磁场旋转一周，转子前进了一个齿距角。如果桉的顺序通电，则电机转子逆时针方向转动。这种通电方式称为六拍方式。(a)相通电；(b)相通电；(c)相通电；(d)相通电3、双三拍图9三相反应式步进电机的结构图如果每次都是两相通电，即按的顺序通电，则称为双三拍方式。从图8(b)和图8(d)可见，步距角也是30o。由上述可知，采用单三拍和双三拍方式时，转子走三步前逬了一个齿距角，每走一步前进了三分之一齿距角；采用六拍方式时，转子走六步前进了一个齿距角，每走一步前进了六分之一齿距角。因此步距角θ可用下式计算：式中：——转子齿数；m——运行拍数。实际上，一般步进电动机的步距角不是30o或15o，而常见的是3o或1.5o。由上式可知，转子上不只四个齿(齿距角)，而有40个齿(齿距角为9o)。为了转子齿要和定于齿对齐，两者的齿宽和齿距必须相等。因此，定子上除了6个极以外，在每个极面上还有5个和转子齿一样的小齿。步进电动机的结构图如图9所示。由上面介绍可以看出，步进电动机具有结构简单、维护方便、jingque度高、起动灵敏、停车准确等性能。此外，步进电动机转速决定于电脉冲频率，并与频率同步。根据指令输人的电脉冲不能直接用来控制步进电动机，必须采用脉冲分配器先将电脉冲按通作方式进行分配，而后经脉冲放大器放大到具有足够的功率，才能驱动电动机工作，即其中脉冲分配器和脉冲放大器称为步进电动机的驱动电源；电动机带动的负载，例如机床工作台(由丝杆传动)