德國(guó)SEW電機(jī)能替代高成本的伺服電機(jī)嗎？

    德國(guó)SEW電機(jī)能替代高成本的伺服電機(jī)嗎？

    德國(guó)SEW電機(jī)能采用步進(jìn)方式轉(zhuǎn)動(dòng)，利用磁線圈逐步拉動(dòng)一個(gè)磁體，使其從一個(gè)位置到達(dá)下一個(gè)位置。要使電機(jī)在任何方向移動(dòng)100個(gè)位置，電路都需要對(duì)電機(jī)進(jìn)行100次步進(jìn)操作。步進(jìn)電機(jī)利用脈沖實(shí)現(xiàn)遞增運(yùn)動(dòng)，可以在不使用任何反饋傳感器的情況下實(shí)現(xiàn)定位。

    伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方法是不同的。它在磁轉(zhuǎn)子上連接一個(gè)位置傳感器–即編碼器–會(huì)持續(xù)檢測(cè)電機(jī)的準(zhǔn)確位置。伺服會(huì)監(jiān)控電機(jī)實(shí)際位置和指令位置之間的差異，并對(duì)電流進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。這種閉環(huán)系統(tǒng)可以使電機(jī)保持在正確的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

    2、簡(jiǎn)便性和成本

    步進(jìn)電機(jī)不僅比伺服電機(jī)成本低，而且調(diào)試和維護(hù)都更加簡(jiǎn)單。步進(jìn)電機(jī)在靜止?fàn)顟B(tài)是穩(wěn)定的，并能保持位置（即使是采用動(dòng)態(tài)負(fù)載）。不過，如果某些應(yīng)用場(chǎng)合有更高的性能要求，則必須采用更昂貴、更復(fù)雜的伺服電機(jī)。

    3、定位

    在需要隨時(shí)了解機(jī)器準(zhǔn)確位置的應(yīng)用中，步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)有重要差別。在通過步進(jìn)電機(jī)控制的開環(huán)運(yùn)動(dòng)應(yīng)用中，控制系統(tǒng)認(rèn)為電機(jī)始終處于正確的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。不過，在遇到問題以后，比如因?yàn)椴考ㄗ《鴮?dǎo)致電機(jī)失速，控制器就無法了解機(jī)器的實(shí)際位置，從而導(dǎo)致失位。伺服電機(jī)本身的閉環(huán)系統(tǒng)具有一個(gè)：如果其被一個(gè)物體卡住，會(huì)立刻檢測(cè)到。機(jī)器會(huì)停止操作，始終不會(huì)失位。

    4、速度和轉(zhuǎn)矩

    德國(guó)SEW電機(jī)能和伺服電機(jī)的性能差異源自他們不同的電機(jī)設(shè)計(jì)方案。步進(jìn)電機(jī)的極數(shù)比伺服電機(jī)多得多，因此步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一整圈，所需的繞組電流交換次數(shù)要多得多，從而導(dǎo)致在速度增加的情況下，其轉(zhuǎn)矩迅速下降。另外，如果達(dá)到了大轉(zhuǎn)矩，步進(jìn)電機(jī)可能會(huì)失去速度同步化功能。出于這些原因，在大部分高速應(yīng)用中，伺服電機(jī)都是方案。與此相反，步進(jìn)電機(jī)較多的極數(shù)在低速狀態(tài)下具有，因?yàn)榇藭r(shí)步進(jìn)電機(jī)與同等尺寸的伺服電機(jī)相比具有轉(zhuǎn)矩。

    5、熱和能耗

    德國(guó)SEW電機(jī)能采用固定電流，并會(huì)散發(fā)熱量。閉環(huán)控制只提供速度環(huán)路所需的電流，因此避免了電機(jī)發(fā)熱問題。

    電機(jī)可以直線運(yùn)動(dòng)或直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，要轉(zhuǎn)變成直線運(yùn)動(dòng)，需要借助齒輪、凸機(jī)輪構(gòu)及皮帶或鋼絲。直線步進(jìn)電機(jī)，或稱線性步進(jìn)電機(jī)，是由磁性轉(zhuǎn)子鐵芯通過與由定子產(chǎn)生的脈沖電磁場(chǎng)相互作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，直線步進(jìn)電機(jī)在電機(jī)內(nèi)部把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為線性運(yùn)動(dòng)。

    德國(guó)SEW電機(jī)的（對(duì)比傳統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)）

    （1）高速響應(yīng)性

    一般來講機(jī)械傳動(dòng)件比電氣元器件的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間要大幾個(gè)數(shù)量級(jí)。由于系統(tǒng)中取消了一些響應(yīng)時(shí)間常數(shù)較大的如絲杠等機(jī)械傳動(dòng)件，使整個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能大大提高，使反應(yīng)異常靈敏快捷。

    （2）性

    由于取消了絲杠等機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，因而減少了插補(bǔ)時(shí)因傳動(dòng)系統(tǒng)滯后帶來的跟蹤誤差。通過直線位置檢測(cè)反饋控制，可大大提高機(jī)床的定位精度。

    直線步進(jìn)電機(jī)

    （3）傳動(dòng)剛度高、推力平穩(wěn)

    “直接驅(qū)動(dòng)"提高了其傳動(dòng)剛度。同時(shí)直線電機(jī)的布局，可根據(jù)機(jī)床導(dǎo)軌的形面結(jié)構(gòu)及其工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力情況來布置。通常設(shè)計(jì)成均布對(duì)稱，使其運(yùn)動(dòng)推力平穩(wěn)。

    （4）速度快、加減速過程短

    直線電機(jī)早主要用于磁浮列車（時(shí)速可達(dá)500km/h），現(xiàn)在用于機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)中，要滿足其超高速切削的大進(jìn)給速度（要求達(dá)60～100m/min或更高）當(dāng)然是沒問題的。也由于“零傳動(dòng)"的高速響應(yīng)性，使其加減速過程大大縮短，從而實(shí)現(xiàn)起動(dòng)時(shí)瞬間達(dá)到高速，高速運(yùn)行時(shí)又能瞬間準(zhǔn)停。加速度一般可達(dá)到2～10g（g=9.8m/s2）。

    （5）行程長(zhǎng)度不受限制

    在導(dǎo)軌上通過串聯(lián)直線步進(jìn)電機(jī)的定件，就可無限延長(zhǎng)動(dòng)件的行程長(zhǎng)度。

    （6）運(yùn)行時(shí)噪聲低

    由于取消了傳動(dòng)絲杠等部件的機(jī)械摩擦，而其導(dǎo)軌副又可采用滾動(dòng)導(dǎo)軌或磁墊懸浮導(dǎo)軌（無機(jī)械接觸），使運(yùn)動(dòng)噪聲大大下降。

    （7）效率高

    由于無中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，也就取消了其機(jī)械摩擦?xí)r的能量損耗。

    德國(guó)SEW電機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域

    德國(guó)SEW電機(jī)被廣泛應(yīng)用于包括制造、精密校準(zhǔn)、精密流體測(cè)量、位置移動(dòng)等諸多要求領(lǐng)域。