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基于P3F60HP2/34M6主控器件的低成本伺服电机控制器解决方案

来源: Shindengen
2018-02-07
类别:工业控制
eye 291
文章创建人 拍明

  概述

  额定功率为50W或100W的40系列电机控制系统由于单台售价低,对于成本要求很严格。旧有方案通常是在高功率版本(400W)驱动器基础上进行改型设计,导致成本较高。本方案在保证可靠性的基础上,使用了业内首款高性价比40系列伺服电机专用编码器,和低成本MOSFET作为功率器件,能够较大程度缓解客户的成本压力。

  优势

  · Shindengen MOSFET P3F60HP2, 业内唯一100%使用di/dt雪崩测试进行筛选的产品,可靠替换同功率等级功率模块,有效降低产品成本。

【P3F60HP2】

P3F60HP2.png

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  · Rep-avago/NEMICON光电编码器34M6,业界首款40系列伺服电机专用编码器,内部集成了高性能解码芯片,是业内安装最简单、尺寸最适合40系列电机的编码器,使客户产品性价比更高。

  相关元件供应

  型号:SI8920BD-ISR         品牌:SILICON LABS

  型号:SI8920BC-IPR          品牌:SILICON LABS

  型号:SI8920AD-IS            品牌:SILICON LABS

  型号:SI8920BC-IP            品牌:SILICON LABS

  型号:SI8920BD-IS            品牌:SILICON LABS

  型号:SI8920AC-IP            品牌:SILICON LABS

       【伺服电机

  伺服电机(servo motor )是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补助马达间接变速装置。

  伺服电机可使控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制,并能快速反应,在自动控制系统中,用作执行元件,且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性,可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类,其主要特点是,当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降。

  1、伺服系统(servo mechanism)是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)的任意变化的自动控制系统。伺服主要靠脉冲来定位,基本上可以这样理解,伺服电机接收到1个脉冲,就会旋转1个脉冲对应的角度,从而实现位移,因为,伺服电机本身具备发出脉冲的功能,所以伺服电机每旋转一个角度,都会发出对应数量的脉冲,这样,和伺服电机接受的脉冲形成了呼应,或者叫闭环,如此一来,系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机,同时又收了多少脉冲回来,这样,就能够很精确的控制电机的转动,从而实现精确的定位,可以达到0.001mm。直流伺服电机分为有刷和无刷电机。有刷电机成本低,结构简单,启动转矩大,调速范围宽,控制容易,需要维护,但维护不方便(换碳刷),产生电磁干扰,对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。

低成本40系列伺服电机控制器优选器件方案.png

  无刷电机体积小,重量轻,出力大,响应快,速度高,惯量小,转动平滑,力矩稳定。控制复杂,容易实现智能化,其电子换相方式灵活,可以方波换相或正弦波换相。电机免维护,效率很高,运行温度低,电磁辐射很小,长寿命,可用于各种环境。

  2、交流伺服电机也是无刷电机,分为同步和异步电机,目前运动控制中一般都用同步电机,它的功率范围大,可以做到很大的功率。大惯量,最高转动速度低,且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。

  3、伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。

  交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上的区别:交流伺服要好一些,因为是正弦波控制,转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单,便宜。

  伺服系统是指利用某一部件(如控制杆)的作用能使系统所处的状态到达或接近某一预定值,并能将所需状态(所需值)和实际状态加以比较,依照它们的差别(有时是这一差别的变化率)来调节控制部件的自动控制系统。

  我国制造业产业升级的不断推进,为我国伺服产业的发展提供了巨大的市场,近年来,随着数控机床、包装机械、电子专用设备等行业继续保持较好发展以及交流伺服技术的日益成熟,新兴行业如新能源行业中的风电产业伺服技术的应用使得我国伺服市场迅速发展,2010年,我国伺服市场同比增长39.7%,市场规模达到39.9亿元。

  很多有远识的国产厂商正加大研发力度提升其产品的性能,进而扩大其品牌的号召力,国产伺服厂商改变进口垄断格局将指日可待。由此预测,未来五年,我国伺服系统行业受益于产业升级的影响,仍将保持20%以上的增长速度,至2015年,我国伺服系统行业市场规模有望突破100亿元,其中,国产伺服产品的市场占有率将达到40%左右。


责任编辑:Davia

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