伺服电机生产工艺及注意事项20页PPT

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散嵌绕组嵌线工艺流程
绕 线
清理铁心 相间绝缘
插槽绝缘 耐压试验 下 层间绝缘 接 线 插槽楔 端部绑扎 浸 漆 匝间试验
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4、浸漆和绝缘
（1）绝缘 电机绝缘处理工艺的基本问题（绝缘处理的目的）： ①提高整体性 ②提高耐热性 ③改善导热性 ④提高电气强度 ⑤提高机械强度 ⑥提高耐环境介质能力
4
（二）电机的生产类型


1、单件样机生产； 2、小批量生产； 3、大批量生产。
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（三）零件的加工


1、尺寸的准确； 2、形状和位置的准确；
3、表面粗糙度。
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二、伺服电机制造工艺简述
1、端盖 机座 2 、定子 定子铁心 绕组 轴 3、转子转子铁心 磁钢 伺服电机 4、出线盒 编码器 旋转变压器 5、位置速度传感器 霍尔传感器 测速机 6、风机 7、制动器
G6.3
6.3
G2.5 G1 G0.4
2.5 1 0.4

7、振动
世界对振动的描述：
（1）双向振幅（位移）： x X m sin t
dx （2）振动速度（振速）： dt d
（3）振动加速度： a
dt
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伺服电机振动等级（振动速度）
振速[mm/s] 4 3.5 3 2.25 2 3.0 2.8 0.71 1.18 1.8 振动等级
N
1.8
1 0 0
R S
0.71 0.45
1800
1.12 0.71
1.40
3600
4500
1000
2000

2）磁场控制：通过改变励磁电压大小和方向来改变直 流伺服电动机的转速和转向。（信号加在励磁绕组两端）
采用电枢控制时，其机械特性方程为：
n=
Uc Ce

Ra CeCt 2
T
励磁绕组接与恒压直流电 源Uf上，流过恒定励磁电 流If，产生恒定磁通Φ，将 控制电压Uc加在电枢绕组 上来控制电枢电流Ic，进 而控制电磁转矩T杯型转子
2.工作原理
工作时，在励磁绕组上加单相交流
电Uf，在控制绕组上加控制信号电压 Uc，二者同频率，由于电流If和Ic在相 位上相差90°，它们产生的磁通Φf和 Φc在相位上也相差90°，于是在空间 产生一个两相旋转磁场。此时交流伺
服电动机的转子向某一个方向旋转。
当控制信号电压为零时，如果转子是
“伺服”的含义 Servomechanism “伺服”—词源于希腊语“奴隶”的意思。
伺服电机（servo motor ）又称执行电动机，在自动控 制系统中，它的转矩和转速受信号电压控制。当信号电压 的大小和相位发生变化时，电动机的转速和转动方向将非 常灵敏和准确地跟着变化。当信号消失时，转子能及时地 停转。
(2)转子的惯性小，即能实现迅速起动、停转。 (3)控制功率小，过载能力强，可靠性好。 (4)无“自转”现象，伺服电动机在控制电压消失后，应 立即停转；
伺服电动机典型生产厂家 德国西门子，产品外形有：
伺服电机
伺服电机驱动器
日本松下及安川，产品外形有：
松下交流伺服电机及驱动器
安川伺服电机驱动器
驱动器
复习
1．熟悉交流伺服电动机的结构、原理和特点。 2. 熟悉直流伺服电动机的结构、原理和特点。 3．掌握伺服电动机的维护方法。 4．了解伺服驱动器。

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按照功率分类：大功率伺服电机、 小功率伺服电机
按照用途分类：通用伺服电机、 专用伺服电机
应用领域概述
工业自动化：用 于控制机械设备
的运动和位置
机器人技术：用 于控制机器人的
运动和位置
数控机床：用于 控制机床的加工
精度和速度
医疗设备：用于 控制医疗设备的
运动和位置
航空航天：用于 控制航天器的运
06
伺服电机的未来发展
伺服电机的发展趋势
智能化：通过人工智能技术实现伺服电机的自动控制和优化 节能化：提高伺服电机的能效比，降低能耗 微型化：减小伺服电机的体积和重量，提高其便携性和灵活性 集成化：将伺服电机与其他设备集成，提高系统的整体性能和可靠性
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
伺服电机的新技术发展
智能化：通过人 工智能技术实现 伺服电机的自动 控制和优化
转速范围：确定电机的转速范围，如低速、 中速、高速等
控制方式：确定电机的控制方式，如开环、 闭环、半闭环等
精度要求：确定电机的精度要求，如位置、 速度、力矩等
环境条件：考虑电机的工作环境，如温度、 湿度、振动等
成本预算：考虑电机的成本预算，选择合 适的品牌和型号
伺服电机的安装与调试
安装步骤：检查电机、安装底座、固定螺丝、连接电缆等 调试步骤：检查电机、设置参数、测试运行、调整参数等 注意事项：确保电机安装牢固、电缆连接正确、参数设置合理等 常见问题：电机无法启动、运行不稳定、噪音过大等及解决方法
伺服电机的维护与保养
清洁保养：定期清洁电机， 保持清洁，避免灰尘、油污 等影响电机性能
定期检查：检查电机的运行 状态，如温度、振动、噪音 等

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伺服电动机
怎样消除“自转”现象？
.
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伺服电动机
当控制电压UC=0，只有励磁电压Uf时， 在单个绕组中通入交流电流产生的单相脉 动磁场可分为两个大小相等、方向相反的 旋转磁场，正向旋转磁场对转子产生拖动 转矩T+，反向旋转磁场对转子产生制动转 矩T－。当增大转子电阻，使sm≥1时，其合 成转矩T在电动机工作状态时成为负值，即 当控制电压消失后，处于单相运行的电动 机由于电磁转矩为制动性质。当电动机正 转时失去控制电压，产生的总转矩T为负 （0＜s＜ 1）；而反转时失去控制电压，
变，能在宽广的范围内连续调节。
(2)转子的惯性小，即能实现迅速起动、停转。
(3)控制功率小，过载能力强，可靠性好。
(4)无“自转”现象，伺服电动机在控制电压消失后，
应立即停转；
.
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伺服电动机
伺服电动机典型生产厂家 德国西门子，产品外形有：
伺服电机
伺服电机驱动器
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伺服电动机
日本松下及安川，产品外形有：
控制电机主要用于自动控制系统和计算装置中，着重于特 性的精度和对控制信号的快速响应等。
普通电机主要用于电力拖动系统中，用来完成机电能量的 转换，着重于启动和运转状态能力指标的要求。
.
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伺服电动机
控制电机的特点
1.控制电机在自动控制系统和计算装置中作为执行元件、 检测元件和解算元件。
2.控制电机的输出功率较小，一般从数百豪瓦到数百瓦。
控制电机的应用
控制电机在现代工业自动控制系统、现代科学技术和军事 装备中是必不可少的重要设备。如在数控机床、火炮和雷达的 自动定位、飞机的自动驾驶以及医疗等方面都有广泛的应用。

电流反馈
功放
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G
M
§6.4 直流伺服电机 （五） 直流进给运动的速度控制（2）PWM调速系统
① 主回路：
大功率晶体管开关放大器； ② 控制回路：功率整流器。
速度调节器；
电流调节器；
固定频率振荡器及三角波发生器；
脉宽调制器和基极驱动电路。
区别：
与晶闸管调速系统比较，速度调节器和电流调节
2） 脉宽调制器
同向加法放大器电路图 U S r –速度指令转化过
来的直流电压
U△
R1
U Sr
R1
R2
+ +12V
-
R3
USC
U △- 三角波
USC- 脉宽调制器的输
出（ U S r +U △ ）
调制波形图
U △+U S r
U△
+U S r
o
o
t
-12V U △+U S r
t
o
-U S r
t
U SC
电机转速与理想空载转速的差
（6.7）
ω（n） △ω
ωO
O
TL TS T
图6.7 直流电机的机械特性
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§6.4 直流伺服电机 （二）一般直流电机的工作特性
2. 动态特性 直流电机的动态力矩平衡方程式为
TM TL J d
dt
式中
TM ─电机电磁转矩； TL ─ 折算到电机轴上的负载转矩； ω ─ 电机转子角速度； J ─ 电机转子上总转动惯量；
（6.1）
KT —转矩常数； Φ—磁场磁通；Ia —电枢电流；TM —电磁
转矩。电枢回路的电压平衡方程式为:

步进电机是一种将电脉冲信号转换 成角位移的执行机构，通常由定子 、转子、驱动器等组成。
伺服电机定义
伺服电机是一种将输入的电信号转 换为输出的角位移或线位移的执行 机构，通常由定子、转子、控制器 等组成。
电机的应用与发展
电机的应用
电机广泛应用于工业自动化、机 器人、汽车、航空航天等领域。
步进电机的发展
伺服电机的特点与优势
高精度控制
伺服电机可以实现对机器或设 备的精确控制，适用于需要高 精度定位和高速度控制的场合
。
快速响应
伺服电机具有快速响应的特点 ，可以在短时间内实现高速旋 转和精确定位。
宽调速范围
伺服电机可以在很大的调速范 围内进行调节，适用于需要大 范围调速的场合。
可靠性高
伺服电机具有可靠性高的优点 ，可以在恶劣的环境条件下稳
清洁电机
电机在运行过程中，应定期进行清洁，清除 电机内部的灰尘和杂物，确保电机正常运行 。
电机的故障诊断与排除
故障诊断
01
当电机出现故障时，需要进行故障诊断，分析故障原因，确定
故障部位。
排除故障
02
根据故障诊断结果，采取相应的措施排除故障，确保电机正常
运行。
预防措施
03
为避免电机出现故障，应采取相应的预防措施，如定期维护、
更换轴承等。
电机的使用寿命与可靠性
使用寿命
电机的使用寿命受多种因素影响，如电 机类型、使用环境、维护保养等。为确 保电机的使用寿命，应定期进行维护保 养。
VS
可靠性
电机的可靠性是指在规定条件下，电机无 故障运行的能力。为确保电机的可靠性， 应选择质量可靠的电机，并定期进行维护 保养。
THANKS

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伺服电动机—3.交流异步伺服电动机
机械特性和调节特性
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伺服电动机—4.交流永磁伺服系统
伺服控制技术基础
◇伺服控制技术中常遇到的概念 1）闭环控制和半闭环控制：位置指令表示要求伺服电动机驱动的机构所 期望的目标值，未知的实际值由位置传感器来检测。如果位置检测器能 直接检测出运动机构的位置，并把位置信息反馈到控制部分，控制电机 带动负载向目标位置移动，这样的闭环控制在工程上常称为全闭环控制 ；如果位置检测器安装在伺服电动机的轴上，通过检测电动机轴的角位 移，间接地反映出运动机械的实际位置，这种方式构成的闭环控制，通 常称为半闭环控制。 2）控制精度：输出量跟踪控制指令的过渡过程结束后进入稳态，在输出 量与控制指令间所具有的恒定偏差，就是控制精度的量度。 3）响应特性：系统跟踪指令的速度，一般称之为系统的响应。当系统的 响应很快时，系统的稳定性将变差，甚至可能产生震荡。
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伺服电动机—3.交流异步伺服电动机
控制方式
2）相位控制：保 持控制电压的幅值 不变，通过调节控 制电压的相位，即 改变控制电压相对 励磁电压的相位角 ，实现对电机的控 制。
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伺服电动机—3.交流异步伺服电动机
控制方式
3）幅值-相位控制（或称电 容控制）：将励磁绕组串联 电容C后，接到励磁电源上 ，调节控制电压的幅值来改 变电动机的转速时，由于转 子绕组的耦合作用，励磁回 路中的电流If也发生变化， 使Uf及Uca也随之改变。也 就是说，控制电压Uc和Uf 的大小及它们之间的相位角 也都跟着改变。是一种较常 用的控制方式。
第
交流永磁伺服系统的基本结构 交流永磁同步伺服系统主要由伺服控制单元、功率驱动单元、 通讯接口单元、伺服电动机及相应的反馈检测器件组成，其结 构组成如下图所示。其中伺服控制单元包括位置控制器、速度 控制器、转矩和电流控制器等等。