伺服控制培训资料课件

1、1伺服控制教程2内 容1、复习力学知识及专业名词2、同步电机动作的原理3、伺服原理与组成，4、伺服各控制模式配线5、伺服的调整要领及SimgaWin使用6、伺服注意事项及故障及处理7、伺服的选型，结合SigmaSIZE8、伺服应用场合9、安川电机简介31、伺服的初步基础-力学4速度：表示运动快慢的物理量，等于位移S跟这段 位移所用时 间的比值。距离（），时间1（）速度=1m/1s单位米/秒（/）又可（m-1）加速度：表示速度改变快慢的物理量，等于速度改变跟发生这一改变所用时间的比值，单位时间内速度的变化量。 单位米每二次方秒（/2）又可（-2）1、伺服的初步基础-力学5牛顿第二定律 物体的加速

2、度跟物体所受的合外力F成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同，加速度只在外力有作用时才产生,外力改变了，加速度也随之改变。 ：（慣性）質量 単位： ：加速度 -2 ：(-2 )使质量为1kg的物体产生1m/s2加速度的力，叫做1N。 1N=1kg.m/s21、伺服的初步基础-力学6质量：质量是指含有多少物质，是不变的，单位是kg重量：重量是由于物体受到重力作用产生的，单位是g 重力加速度（=9.8-2）1kg的质量以9.8-2的加速度移动时，产生的重力为1kgf1kgf=9.8N地球上质量重量月面上宇宙质量*重力速度地球上的1/6不变不变不变1、伺服的初步基础-力学7 物体

3、运动时，由于接触面粗糙而受到的阻碍运动的力。 分滑动摩擦力和静摩擦力。摩擦力 滑动摩擦力 静摩擦力 動摩擦力 滚动摩擦力 摩擦力 動摩擦力質量kg接触面的摩擦系数力F滚动摩擦力9.8（N)硬钢与硬钢(干燥)：u 0.78；u 0.42硬钢与硬钢(涂油)：u 0.1；u0.42铸铁与铸铁(涂油)：u 0.16；u 0.15受到的重力为9.8（N）滑动摩擦力 9.8（N）力 F （N）質量（Kg）的物体参考：摩擦力1、伺服的初步基础-力学力学规定，如果力的方向与物体运动的方向一致，功就等于力的大 小与位移大小的乘积。单位焦耳功（W）：力 F （N）W（J）=Fs 1J等于1N的力使物体在力的方向上

4、发生1m位移时所做的功S1、伺服的初步基础-力学做功的快慢用功率表示，单位瓦特W 或kW 1W=1J/S功率（P）：力 F （N）P=W/t1J等于1N的力使物体在力的方向上发生1m位移时所做的功SP=Fs/tP=Fv1、伺服的初步基础-力学动能等于物体质量与物体速度的二次方的乘积的一半，单位焦耳J 1kg.m2/s2=1N.m=1J动能（Ek）：Ek=1/2mv2W=FSF=ma物体的质量越大，速度越快，动能也就越大，1、伺服的初步基础-力学11角速度与转速两者的换算关系半径 角度 （弧度）圆弧圆周L=2360度=2弧度在单位时间内转过的弧度叫做角速度 符号是：单位是“弧度/秒”（rad/s

5、）。单位时间内角速度的变化量叫做角加速度单位是“弧度/秒平方”（rad/s2）。度与弧度角速度与角加速度转速：用每分钟的转数来表示转动的快慢。符号：N ，单位：r/min (rad/s）1、伺服的初步基础-力学12转动惯量（ moment of inertia ）1、伺服的初步基础-力学13转动惯量（ moment of inertia ） 是刚体转动时惯性的量度，其量值取决于物体的形状、质量 分布及转轴的位置通常以 J表示以前用GD2，GD2=4J，SI 单位为 kg * m2，可说是一个物体对于旋转运动的惯性。对于一个质点，J= mr2，其中 m 是其质量，r 是质点和转轴的垂直距离。转动

6、惯量在旋转动力学中的角色相当重要主描述角动量、角速度、力矩和角加速度等数个量之间的关系1、伺服的初步基础-力学14M kgV=SS=r动能与旋转能量关系E（J）=(1/2)mV2 = (1/2)m(r)2 = (1/2)mr22由于J=mr2 所以 = (1/2)J2转动惯量（ moment of inertia ）1、伺服的初步基础-力学15不同形状的惯量J例：1）实圆柱体 JLmDm密度（kg3） 由重量算： J=（1/2）m（D/2）2 （为質量） = 1/8mD2 由密度算： J =/32 L D4 铁的密度=7.87*103（ kg3 ）铝的密度=2.70*103（ kg3 ）1、伺

7、服的初步基础-力学162）其它不规则物体rabzy不同形状的惯量J1、伺服的初步基础-力学安川伺服软件对惯量的测量1、伺服的初步基础-力学安川伺服软件对惯量的测量1、伺服的初步基础-力学惯量J1、伺服的初步基础-力学20 电机的额定转矩表示额定条件下电机轴端输出转矩。M（kg）V=圆弧SS=r直线移动时W的计算，W（J）=F（N）*S（m） 转换W=F r由于T=Fr所以W=T 半径r转矩（Torque）转矩的计量单位为牛顿米(Nm)，1、伺服的初步基础-力学21直线移动与回转移动的关系 直線運動 回転運動物理量 記号 単位 関係 物理量 記号 単位 関係 質量 m 慣 性 J 2距離 S m

8、 角度 時間 （秒） 時間 （秒） 速度 V m/ 角速度 /加速度 m/ s2 角加速度 / s2力 F N F =m 力矩 T Nm T =J功 W J W=FS 功 W J W=T 功率 P W P=FV 功率 P W P=T动能 E J (1/2)mV2 旋转能量 E J (1/2)J2 22伺服绝缘等级23伺服防护等级24伺服防护等级252、同步电机动作的原理26电机以动力为主要目的的电机以动态应答为主要目的的电机直流电机（并励、串励、复励）交流电机感应电机（鼠笼式、线圈式）同步电机（线圈式、永磁式）涡流电机伺服电机直流伺服电机交流伺服电机（SM形、IM形）3伺服基础知识-电机的种类

9、电机的种类和特性27同步电机的原理：伺服电机，是同步电机的一种。结构：大致上分定子和转子两大类， 定子：结构与异步电动机相同，在定子铁心内圆均匀分布的槽内嵌入三相对称的绕组。 转子：由铁心与励磁绕组组成，永磁式为表面贴磁。工作原理：当励磁绕组通以直流电流后，转子即建立恒定的磁场，当定子三相电源通电时，使电机内部产生一个旋转的磁场，旋转的速度为同步转速n，转子在定子旋转磁场的带动下，带动负载沿定子磁场的方向以相同的转速旋转，这就是同步电机的原理。安川电机是：永磁式伺服电机， 伺服电机的原理电机动作的原理28右手螺旋法则（安培定则）2、电机动作的原理安培定则，也叫右手螺旋定则，是表示电流和电流激发

10、磁场的磁感线方向间关系的定则。通电直导线中的安培定则：用右手握住通电直导线，让大拇指指向电流的方向，那么四指的指向就是磁感线的环绕方向；通电螺线管中的安培定则：用右手握住通电螺线管，使四指弯曲与电流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极通电生磁29 弗来明左手法则确定载流导线在外磁场中受力方向的定则。又称电动机定则。左手平展，大拇指与其余4指垂直，手心冲着N级，4指为电流方向，大拇指为载流导线在外磁场中受力方向。2-72、电机动作的原理磁生力302-72、电机动作的原理31永久磁铁铁芯换向器线圈DC伺服马达结构2、电机动作的原理32DC伺服马达动作原理2-72、电机动作的原理332

11、-72、电机动作的原理342、电机动作的原理352、电机动作的原理363、伺服的原理与构成37“伺服”-词源于希腊语“奴隶”的意思。人们想把“伺服机构”当个得心应手的驯服工具，服从控制信号的要求而动作。在讯号来到之前，转子静止不动；讯号来到之后，转子立即转动；当讯号消失，转子能即时自行停转。由于它的“伺服”性能，因此而得名-伺服系统。3、伺服的原理与组成38伺服是使物体的位置、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3、伺服的原理与组成39伺服能作些什么1、位置控制- 通过脉冲指令控制电机的旋转角度和旋转速度 实现定位控制。402、速度控制-电机可以无阶变速，

12、3、伺服的原理与组成413、力矩控制-可以产生一定的力矩，实现恒力矩控制 一般应用收放卷场合3、伺服的原理与组成42机械的组成及其要素3、伺服的原理与组成伺服驱动器伺服电机负载控制器：CNC PLC 轴卡等43伺服的构成要素反馈回路（半闭式）目标值发生装置伺服驱动机械速度位置输出全闭位置环检出器伺服电机3、伺服的原理与组成伺服驱动器44整流部逆变部电源部控制部电流演算部商用电源指令信号电机编码器回転角度情報反馈伺服驱动器的内部构成3、伺服的原理与组成伺服驱动器45速度控制部编码器位置反馈电流反馈电流控制部位置控制部位置速度变换速度反馈速度环位置环电流环位置指令电机环路是由位置控制部、速度控制部

13、、电流控制部发出的指令控制部输出指令反馈所形成的闭合回路。电流回路在伺服器内闭合，位置回路、速度回路向伺服驱动外输出。3、伺服的原理与组成伺服驱动器46定位指令通常以脉冲列形式输入，脉冲总数为定位量，定位速度是单位时间（秒） 的脉冲量。（：）输入的脉冲量与反馈的脉冲数量相一致时，这才实现定位完了。在位置控制部中，因为有输入脉冲的加算、反馈脉冲的减算，所以有一个计数器。 （也称偏差计数器）1、位置环的作用3、伺服的原理与组成伺服驱动器位置环增益位置环增益就是进行位置控制时候速度的应答性。47速度指令大回転。位置控制的实例指令单位在mm的距离中 以进行位置决定。 位置决定脉冲数：，位置决定速度：，

14、1、位置环的作用3、伺服的原理与组成伺服驱动器48有关电流控制的性能评价 电流环增益有关速度控制的性能评价 速度环增益 过渡应答的速度环增益 频率应答的环增益 速度环积分时参数有关位置控制的性能评价 位置环增益 位置决定整定时间 位置决定精度 伺服的性能评价评价伺服的应答性（指令输入后输出的情况（电机如何转动），使用回路增益这个用语。就是GAIN，获得和利益的意思。是输入和输出之比所解释的技术术语，现在直接使用增益来表示。输入A输出B系统增益B/A3、伺服的原理与组成伺服驱动器49编码器3、伺服的原理与组成伺服电机503、伺服的原理与组成12bit13bit17bit20bit安川伺服全部为2

15、0bit伺服电机编码器51（2）绝对值编码器 在增量编码器上追加了绝对值数据，可以检测绝对旋转角度的编码器，因此如果使用绝对值编码器时，不必要进行“原点复位”3、伺服的原理与组成伺服电机52伺服能作些什么3、伺服的原理与组成伺服电机53各种的机械传动机构1、齿轮+螺杆2、联轴器+螺杆54伺服能作些什么3、同步皮带+台形4、旋转台5、垂直结构55伺服能作些什么6、齿轮齿条7、滚筒56伺服与变频器区别57伺服与变频器区别58伺服与变频器区别59伺服与步进区别60伺服与步进区别614、伺服各控制模式配线624、伺服各控制模式配线主回路634、伺服各控制模式配线速度控制644、伺服各控制模式配线位置控

16、制654、伺服各控制模式配线转矩控制664、伺服各控制模式配线速度控制674、伺服各控制模式配线速度控制684、伺服各控制模式配线位置控制694、伺服各控制模式配线位置控制704、伺服各控制模式配线转矩控制714、伺服各控制模式配线转矩控制725、伺服的调整要领及SimgaWin使用73用户参数有两个类型。 1）选择型 2）调整型设定数值-用户参数可通过Win+软件，数字操作器，面板操作器设定。 5、伺服的调整要领及SimgaWin使用74选择型 (Pn-000 003等)控制模式选择(位置,速度, 转矩控制) 机能使用、不使用设定报警时的伺服运作选择电机回转方向的设定I/O信号的开断（使用）

17、不使用（常時ON、OFF）调整型(Pn100等)各种增益 位置决定单位、速度、及转矩指令 信号点动速度有关转矩速度的参数连续参数以下是SGDV伺服用的二个类型的参数。5、伺服的调整要领及SimgaWin使用75种类用户常数编号概要功能选择开关的设定Pn000Pn003进行控制方式的选择,以及在警报发生时的停止方法等基本功能,应用功能的选择伺服增益等的设定Pn100Pn118对速度环增益,位置环增益的数值进行设定位置控制关系的参数Pn200Pn205对指令脉冲的输入形态和电子齿轮比的设定,等位置控制关系的参数设定速度控制关系的参数Pn300Pn308对速度指令输入增益,软起动的加减速时间设等速度

18、控制关系扭矩控制关系的参数Pn401Pn407对扭矩指令输入增益正反转扭矩限制的设定,顺序关系的常数Pn501Pn510对各种顺序信号的输出条件的设定和输入,其它Pn600-Pn601外置式再生电阻的容量指定辅助功能的执行Fn001Fn012执行JOG模式运行等辅助功功能监视模式Un000-Un00D速度和扭矩指令的监视,输入输出信号的监视5、伺服的调整要领及SimgaWin使用76 选择型用户参数的代表例分 類設 定 値説 明电机电机回转方向设定Pn000的0桁 0以及0:正转1:逆转控制模式选择Pn000的1桁 0B0:速度控制 1:位置控制 2:转矩控制3:内部设定速度选择 等伺服OFF

19、时及报警发生时的停止法Pn001的0桁 01以及2 0:以动态制动（DB）停止 1:以DB停止、在这之后DB解除 2:自由运行状态停止超程时停止选择Pn001的1桁0以及20:自由运行停止：减速停止后伺服振动2:减速停止后自由运行状态AC/DC电源输入选择Pn001的2桁0以及0: AC电源输入1: DC电源输入警报代码输出Pn001的3桁0以及0:只在端子AOL1,AOL2,AOL3输出警告代码1:故障代码、警告代码两方面输出Pn000Pn00177 选择型用户参数的代表例分 類設 定 値説 明指令脉冲形态Pn200的0位（0 6） 0:符号+脉冲 1：CW+CCW 2：AB相*13：AB相

20、*2 4：AB相*4清除信号Pn200的1位 030:CLR H电平清除 1：CLR上升沿时清除2:CLR L电平清除 3：CLR下除沿时清除1-1073741824电子齿轮的设定Pn200Pn20E电子齿轮比 （分子）Pn210电子齿轮比 （分母）1-1073741824出厂设定（4）出厂设定（1）电子齿轮的设定5、伺服的调整要领及SimgaWin使用5、伺服的调整要领及SimgaWin使用 AB相 输入时1；2；4的意义 AB相 1 AB相 2 AB相 45、伺服的调整要领及SimgaWin使用 脉冲输入时需注意的时序5、伺服的调整要领及SimgaWin使用 偏差脉冲清除的方法5、伺服的调

21、整要领及SimgaWin使用 电子齿轮的设定电子齿轮：是对来自上位装置输入指令的1个脉冲对应于工件所走的移动量进行任意设定的功能指令单位：是指使负载移动的位置数据的最小单位。5、伺服的调整要领及SimgaWin使用5、伺服的调整要领及SimgaWin使用 电子齿轮的设定5、伺服的调整要领及SimgaWin使用 电子齿轮的设定5、伺服的调整要领及SimgaWin使用87分 類参数名 称出厂设定增益关系Pn100Pn101Pn102Pn103Pn104Pn105Pn106速度环增益速度环积分时参数位置环参数惯性力矩比第2速度环增益第2速度环积分时参数第2速度环增益40200040040200040

22、单位HZ0.01ms sHZ0.01ms用户参数（调整型）代表例88Kv=120,Kp=80Kv=120,Kp=120位置环增益的变更整定时间变化COIN信号使用 伺服增益的调整5、伺服的调整要领89速度环积分时参数超程的影响Kv=120Hz,Ti=8.0msKv=120Hz,Ti=2.0ms超程小、位置决定迟缓超程大、位置决定快速 伺服增益的调整5、伺服的调整要领90转矩 速度 位置 制御対象機能内容转矩 速度 位置）Kv和Ti(6-14)(6-30)下注2) Kp和KvKp（位置环增益）和Kv（速度环增益）的关系Kv（Pn100设定速度环增益）Ti（速度环积分时参数）的关系理論上 経験上注

23、：这栏数字是用户手册(SI-S800-31-2)的参照页 用户参数的单位，设定范围等参照手册。各环路增益的关系5、伺服的调整要领91位置决定量： 10转、位置决定速度： 3000 min-1只上升Kp,应答变快,观察速度带来的振动。Kv=40,Kp=100, JL/JM=460%Kv=160,Kp=100, JL/JM=460%Kv=40,Kp=40, JL/JM=460%和的平衡各环路增益的关系5、伺服的调整要领92Kv=60Hz,Ti=15msKv=60Hz,Ti=2.5ms积分时间对过冲的抑制作用各环路增益的关系5、伺服的调整要领Kv和Ti的关系过冲小过冲大93设定机械刚性以最初设定运转

24、运作运作手动调整保存结果变动设定常时自动运行运作5、伺服的调整要领调整流程伺服增益自动调整。同时，負荷惯量30倍不会引起发振，波动。整定時間 100msec水平新免调整（出厂时设定）从上位指令开始、上下键来进行应答特性的微调整。原来的单参数调谐功能提高。整定時間：0msec 水平新单参数调整陷波滤波器的自动设定、指令滤波功能摩擦补偿功能、调谐算法大幅提高。 整定時間：10msec 水平新高级自动调谐新免调整功能负载惯量有变动也做同样的位置决定动作。由于负载差异扭矩波形不一样、反馈速度的波形中整定時間约150msec，几乎不变。位置指令速度 min-1 速度 min-1 扭矩指令 25回转的位置

25、决定时间0.602 sec整定時間152 msec0 倍位置指令速度 min-1 反馈速度 min-1 扭矩指令 25回转的位置决定时间0.602 sec整定時間152 msec20倍高级自动调谐位置指令速度 min-1 反馈速度 min-1 扭矩指令 次页扩大整定時間1 msec25回转的位置决定时间0.451 sec运转条件：负载惯量20倍10,000 脉冲/回转位置决定完成信号1脉冲回转量 25 回转最高速度 6,000 min-1加速時間 200 msec 06,000 min-1滚珠丝杠10mm节距位置决定精度1相当高级自动调谐运转条件：负载惯量20倍10,000 脉冲/回転位置决定

26、完成信号1 脉冲回转量 25 回转最高速度 6,000 min-1加速時間 200 msec 06,000 min-1位置指令速度 min-1 反馈速度 min-1 扭矩指令 25回转的位置决定时间0.451 sec前页的扩大图整定時間1 msec指令完了0.450sec后1msec位置决定完了！滚珠丝杠10mm节距位置决定精度1相当971） 调整步骤从速度环开始调整、向位置环进发。设定惯性力矩比（负荷电机定子）。复数调整增益的参数。使用软件观察电机的运转情况。以最佳工作状态为目标,使用提前运行机能。单参数调谐功能98根据不同的增益,学习如何改变应答特性。Kv=40HZ Ti=20ms Tf=

27、1msKv=85HZ Ti=10ms Tf=0.5msKv=160HZ Ti=6ms Tf=0.21ms由始动开始到达指令值指时间为 8同 5同 3.7单参数调谐功能99时参数 时参数 Pn401 : 20Pn401 : 50单参数调谐功能转矩滤波器100参数No.Pn409陷波滤波频率机 能设定范围出厂设定单位Hz502, 0000Pn408.0险波滤波器机能选择-0：不使用滤波1:使用滤波0因机械而发生振动的时候、这个振动频率可由滤波陷波器来设定、并达到收敛振动的效果。陷波滤波器101定数No.Pn204Pn208位置指令加减速时参数位置指令移动平均时间機能设定（范围）出厂设定単位0.01

28、mS0.01mS 06,40000Pn207.0位置指令滤波选择-0：加减滤波1:移动平均滤波006,400平滑起动推断主要原因并即刻提示处理方法由锁定的数据推定警报的原因，顺利地按着向导进行修复！igmaWin功能报警发生时锁定数据处理措施确认事项主要原因警报内容流程图部分流程图配置各设定项目的按钮。关于选择了的项目在右面的向导部设定。参数設定向导在不清楚用户参数时、通过向导设定参数，初学者也能简单.短时间内进行安装向导部分关于在左面被选择了的设定项目，根据图和说明容易理解的设定。igmaWin功能配线确认画面以接线图的视觉监视器输出信号与强制Hi/Lo输出对应信号的输入输出状态，实现跟上位

29、装置和外部设备的线路确认的缩短劳动时间。位图表示监视器下面信号的Hi/Lo情况igmaWin功能惯量比的测量高级自动调谐单参数调谐igmaWin功能惯量测定 画 面igmaWin功能高级自动调谐 画 面igmaWin功能单参数调谐 画 面igmaWin功能Trace波形功能强化用接线、伺服驱动器3个种类的数据监视在个人电脑上就能确定。：通过USB接线，监视速度向上提高（实时监视）可以显示3个波形igmaWin功能参数保存转换器参数写入igmaWin功能igmaWin功能伺服制振功能演示1、未端制振功能演示1126、伺服注意事项及故障及处理113过电流（A10 A.100）114再生故障（A30

30、 A.300）115再生故障（A32 A.320）116电压过低（A41 A.410）117过载（A71 A72 A.710 A.720 ）118编码器问题（AC9 A.C90）7、伺服的选型，结合SigmaSize1206.1选定公式的导入6.2为选定而讨论的项目 选定讲习6.36.4样本读取的方法 再生讨论6.5目标： 学习伺服电机(机种和容量)选型公式的要点。并且根据向本社用户提供的电机选型软件,进行选型讲习和再生讨论.7、伺服的选型，结合SigmaSIZE电机参数122400030001000200024680转矩 (Nm)速度 (min-1)瞬时最大转矩（瞬时究竟是多少秒？ 参照下页

31、的符负荷特性）连续使用最大转矩连续使用区域反复使用区域RMS转矩在连续使用范围内的话、在过负荷特性容许时也可以使用（关于实效值以后叙述）安全使用区域RMS转矩必须在这个区域里额定回转速度（以额定速度运行的电机回转速度）SGMAH-08A失速转矩速度为0时的转矩50007.1样本的读取 1A) 转矩-回转速度特性124B) 过负荷特性 通電時間 (s)100010010310.7100300200电机额定电流 (%)样本的读取 2热启动冷启动热启动： 电机在热饱和状态使用的情况冷启动： 电机在充分冷却时运作的情况额定的多少倍（）的电流、经过几秒流过。7.1125安川常用的型号信息-V 伺服马达S

32、GMJV-01ADD 2 1-V系列SGMAV：（小功率 低惯量 ）SGMJV：（小功率 中惯量）SGMGV：（中功率 中惯量）额定功率A: AC200V（電源100V場合200V电源电压A5: 50W 04： 400W 09：850W01： 100W 06： 600W 13：1.3KWC2： 150W 08： 750W 20：1.8KW02： 200W 10：1000W 30: 3KW编码器型号 3: 20bit 绝对值 D： 20bit增量型设计顺序 A：标准选配件軸端规格 1: 不带选配B： 带DC90V刹车C： 带DC24V刹车E： 带油封DC24V刹车S： 带油封 2: 平直不带键

33、6：平直带键带螺孔 1267.2 选型公式的导入1工作台： 质量 （） 移动速度 （）电机连轴器以及减速机（減速比）N M （in- ）机械效率 推力 ：（） 下注摩擦系数滚珠丝杠： 长度 （） 导程（） 直径（） 密度 （）得一、根据和 的关系 求出电机轴转速。（）由127工作台： 质量 （） 移动速度 （）电机连轴器以及减速机（減速比）N M （in- ）机械效率 推力 ：（） 下注摩擦系数滚珠丝杠： 长度 （） 导程（） 直径 （） 密度 （）二、负载的扭矩。 电机（回转速度：N（min-）输出的倍就成为工作台运行的动力。 这个时候电机转矩T 得另如果有那么下式也成立。注： 所谓推力，就

34、是金属加工时与切削力反作用的力，它是外力施与工作台的一个很重要的力。只是工作台移动的情况时F=0。7.2 选型公式的导入2（）（）由128三，负载的转动惯量： 电机（回转速度：N（min-）考虑到回转运动能可换算改变成直线运动能、电机轴换算工作台惯性力矩J（kg）可由下式导出 。 直线运动部份JL1得以及7.2 选定公式导入3（）（）由129 滚轴丝杆的惯性力矩J （质量知晓的话，就导出下式。）（ 质量不知晓的话，明白材质的密度就可导出下式。）体积7.2 选型公式导入4（）（）130 电机（回転速度：N（min-）的回转能量可以看作滚轴丝杠的回转能量、电机轴换算的滚轴丝杠的惯性力矩J3（kg）

35、可由下式导出。另的话，可得滚轴丝杠的换算到电机轴惯性力矩根据 电机轴换算全负荷惯性力矩连轴器以及减速机的惯性力矩L2、4注：一般来说，由电机轴来看减速机的惯性力矩是减速机厂家定好的。 不能给与连轴器的惯性力矩的，就用质量、直径以及材質密度 直径以及厚薄，利用公式算出滚轴丝杠的惯性力矩。7.2 选定公式导入5得到131 四，给与机械所要求的始动时间、制动时间，但究竟要给多少的始动转矩、制动转矩，由下式可以求得。NM始動時間 ta回転速度min-1 時間 角加速度（/）Nta始動時間 t4。1 所需起动力矩的确认（Tp（N）根据回转运动的基本公式 T=J、 电机的惯性力矩JM、电机轴换算的 全负荷

36、惯性力矩JL、所要始动转矩 T、电机轴换算负荷转矩TL （T TL）是对加速有益的转矩 下式成立。此Tp须小于瞬间最大扭矩得7.2 选型公式的导入6（）由132制动时,负荷转矩有下式的关系成立。 Tp须小于瞬间最大扭矩4。2 所需制动转矩（T（N）注 ： 这个式子的成立条件,电机产生的转矩(电流)饱和并且电机回转速度接近额定速度。回转速度低的时候的始动时间随着应答性是由增益决定的.得NM始动时间 ta回转速度min-1 時間 角加速度（/）Nta制动时间t7.2 选定公式导入7（）由1337. 3 为选定所讨论的项目4。3 转矩有效修的计算这个电流 称为 电流 i1(t1）i 2(t 2 )

37、i 3 (t 3)的实效值。1电阻R1 （t1+t2+t3+t4）34ti1-i3电阻R的电流器如下图与电流流过时的发热量相同,直流电I与发热量Q的关系:Q（）在伺服器的情况下,转矩与电流成正比关系,转矩的实效值与电流实效值计算方法相同,这个值在额定转矩以下的话,电机就会产生热量。计算出来的Trms必须在额定扭矩内。1347.4 选定讲习工作台： 质量 （） 移动速度 （）电机连轴器以及减速机（減速比）N M （in- ）机械效率 推力 ：（） 摩擦系数滚珠丝杠： 长度 （） 导程（） 直径 （） 密度 （）根据左图的机械例,想定具体的值,进行电机选定的讲习。 工作台质量 m ： 50（kg）

38、 工作台移动所要求的推力 F ： 2（） 工作台台面的摩擦系数 ： 0.2 机械效率 ： 0.9 工作台移动速度 ： 12（m/min） 滚轴丝杠导程 PB： 6（mm） 滚轴丝杠长度 LB： （m） 滚轴丝杠直径 DB： 25（mm） 滚轴丝杠材质密度 ： 7.87（） 减速比 /R ： 1/2 （滚轴丝杠回转速度电机回转速度） 连轴器以及 L：0.45（kgcm） 减速机惯性力矩 1转所行走的距离 L：0（mm） 转所需要的时间 ： 1.0（） 位置决定时间 ：0.3（） 停止时间 ： 0.7（）135(a) 速度线图7.4 选定讲习回转速度min-1 始动时间ta时间制动时间t位置决定时

39、间t0.3休止时间 te0.7下一个回转正常运行速度运行距离NM机械性能如下图速度曲线所示。(b) 电机所要的回转速度NM（min-1）电机的回转速度在4,000min-1、就应该选择最高回転速度在4,000min-1以上的机种。这里选择的是系列。或者使用超过额定速度、连续转矩比额定转矩小的电机。根据（）式136(c) 正常运行转矩L（Nm）利用工作台的电机轴换算负荷转矩L（）式求得。即使是使用（）式,结果相同。7.4 选型讲习137（d） 电机轴换算全负荷惯性力矩JL（gm2）（d） 直线运动部分电机轴换算惯性力矩 JL1工作台的电机轴换算惯性力矩L（）以及（）式求得。（d） 滚轴丝杠的电机

40、轴换算惯性力矩 JL（d）电机轴换算全负荷惯性例矩JL（gm2）就此例,滚珠丝杠的电机轴换算惯性力矩L由（）、（）式求得。由此值,为了使惯性力矩比不超过30倍,假设选定为200W。7.4 选型讲习138（e） 始动时间ta（）、制动时间td（） （由图 ta=td）在0.3秒进行5mm的位置决定,制动时间ta、正常运作时间tc,成立以下式。由此二式求得ta、。0.2 ta0.057.4 选型讲习139（） 始动转矩TP （N） 、制动转矩TS时间td（ N）始动转矩 T、制动转矩 T 由（）式（）式求得。7.4 选型讲习140（） 实效转矩 T （N）由转矩线图求得实效转矩Trms,如下式。7

41、.4 选型讲习141（） 总结：1）要求转速：4000(r/min)2）负载转矩0.053 (N.m)3)负载换算总惯量4)加速力矩1.26(N.m)5)减速力矩1.16 (N.m)6)有效力矩0.378(N.m)这个值在选定电机的额定转矩 100W: 0.318(N）（负荷率84%）,惯量比:22倍 Tmax:1.11 加速力矩1.26(N.m) OK400W: 1.27(N）（负荷率29%）,惯量比:2.9倍 Tmax:4.46 加速力矩1.26(N.m) OK7.4 选型讲习1)电机转速在最高转速内。2)起动转矩在瞬间最大转矩以内。3)负载转动惯量在伺服容许内 100W 20倍;200W

42、 15倍,400W 10倍 。4)有效力矩在额定力矩下。推荐采用 200W 142再生讨论 再生电能：是指将机械侧（含伺服电机）的旋转能量返还到伺服单元侧的电能，通常通过内部电容器的充放电来吸收再生电力。当超过电容器可充电的能量时，再由再生电阻器消耗再生电能。1、电机被负荷转动的情况时被称为负负荷或者 垂直负荷。2、即使是水平运动的情况，制动时电机会变成转 矩方向和回转方向相反的发电机，这种状态就 成为再生模式。（右下图）在一般情况下不需要再生单元，当为下面的特定使用场合时，有必要考虑外接再生单元。 适用于上下移动的轴时（在下降时）。频繁的加减速时（在减速期间。负载惯量大电机转动惯量时。以高于

43、电机额定转速的速度运转时。伺服电机回转方向转矩方向普通模式再生模式平衡砝码（也称配重）没有的话、下降时就成了负负荷（垂直负荷）143再生电阻-+DC电机回生検讨 2所谓再生能量：是指伺服电机因负载而旋转时产生的电能。在伺服器中、之前所述的发电电力（再生能量）可由内置电阻器消耗、惯性力矩大的时候再生能量也大,内置电阻会有不足消费的情况。如此使用,就会成为烧坏内置电阻器的故障原因。因此再此有必要讨论再生能量是否能在内置电阻中消耗。作为电机工作时 电流的方向作为发电机工作时 电流的方向144SigmaSizeSigmaSize选型软件演示 8、伺服应用场合146应用行业-半导体焊线机147应用行业-

44、半导体焊线机148应用行业-半导体焊线机149应用行业-半导体硅片传送机150应用行业-半导体硅片传送机151应用行业-半导体涂布机152应用行业-半导体涂布机153应用行业-金属加工电火花模具雕刻机154电火花模具雕刻机应用行业-金属加工155应用行业-金属加工磨床156应用行业-金属加工磨床157应用行业-金属加工磨床158应用行业-金属加工端面加工机159应用行业-金属加工端面加工机160应用行业-装配组装高速零件装配机161应用行业-装配组装高速零件装配机162应用行业-装配组装高速零件装配机163应用行业-装配组装高速零件装配机164应用行业-装配组装绕线机165应用行业-动画演示

45、应用场合动画演示166安川电机（中国）有限公司9、安川历程介绍167安川公司全球网络Total SolutionCompany“YASKAWA”驱动控制事业 变频器从通用到专用变频器，我们备有丰富的安川品牌变频器，为节能和机械自动化作贡献。从工业到民用领域，我们提供最适宜的解决方案，以满足各行业的要求。机器人事业 机器人在全球活跃着的工业用机器人“MOTOMAN”支撑半导体工业的超机电一体化设备。再加上系统工程技术，提供最周到的解决方案。运动控制事业 运动控制器D（驱动器） （运动） （控制器）的丰富的产品组合，从一般工业设备到机床，提供高性能高生产率的解决方案。系统工程事业 系统工程应用于大

46、型工厂或公用设施等，能够应对时代要求和设备需求的高水平系统工程技术，提供支持现代生活和社会的各种方案。高圧变频器通用变频器AC伺服控制器机器人 拥有4个事业部“Total Solution Company”、太阳电池基板搬送CSL2400D车体制造主生产线焊接斜纹/系统洁净室机器人(半导体玻璃基板搬送)新世代机器人(组装物流市场）产业用机器人（汽车关联及一般产业市场）搬运MH6弧焊MA1400点焊MPL160喷涂HP20DMH250SIA20D搬运组装SDA10DSDA20DMS80VA1400CR20SEMISTAR-M系列(半导体晶片搬送)SEMISTAR-V系列(大尺寸真空机器人)M12

47、4V95D VS50ES200D抓取,包装 , 码垛ES165DNew!New!MH50MPK50MPK2New!EPX1250EPX2700EPX2800RMPL80机器人事业部 1000系列变频器介绍 变频器累计生产超1500万台J7V7F7G7V1000安全性符合环境机能性能真正矢量控制节能高性能矢量控制小型矢量控制 接触器型系列变频器1000系列变频器J1000A1000 安川变频器系列H1000T1000VL1000AE1000专用变频器1000系列变频器通用变频器容量（kW）3550.10.20.40.751.53.75.55575110160风机、水泵专用变频器 E1000For

48、 pumps and fans高性能矢量控制变频器 A1000Powerful,energy-savingVector control产品系列电梯专用变频器 L1000Vector control for induction and synchronous motors227.545三相400V级三相400V级三相200V级三相400V级三相400V级重负载高性能变频器 H1000Powerful & High PerformAnce单相200V級三相200V級三相400V級小型V/f 变频器J1000Compact V/f control drive单相200V級三相200V級三相400V級

49、小型矢量控制变频器V1000Compact Vector control drive 变频器容量结构三相200V级560630纺织专用变频器T1000VFor textile machineH1000 用途400V三相0.4560kW卷扬机起重机空调压缩机传送安川重负载高性能变频器 风机泵A1000 用途200V三相0.4110kW400V三相0.4355kW卷扬机起重机挤出机冲压机 卷绕机空调风机泵压缩机传送研磨机 高性能矢量控制 用途E1000 用途400V三相0.75630kW 风机，泵用变频器空调风机泵压缩机 用途L1000感应电机IPM电机薄型SPM电机细长形SPM电机底坑安装电机

50、电梯专用变频器 用途200V三相1.5110kW400V三相1.5110kWV1000食品机械包装机械 小型矢量控制空调风机泵压缩机 用途传送带200V三相0.118.5kW200V单相0.13.7kW400V 三相 0.2 18.5kWT1000V 纺织专用变频器200V三相0.118.5kW200V单相0.13.0kW400V 三相 0.2 18.5kW感应电机IPM电机SPM电机 用途J1000200V三相0.15.5kW200V单相0.12.2kW400V 三相 0.2 5.5kW卷帘门开关门农业机械健身器材 小型简易型 用途 用途风机泵传送食品机械应用例-染整机械A1000V1000

51、应用例-拉丝机械A1000H1000应用例-电梯V1000L1000应用例-起重机H1000应用例-机床主轴V1000系统用高压矩阵变频器 “FSDrive-MX1H” 6kV级：400kVA6000kVA 3kV级：200kVA3000kVA 能量反馈&高性能 能量反馈&通用水泥 (窑 炉)主要用途造纸机械胶片生产线钢铁系统(压延机,卷盘 )泵世界初! 节能用高压矩阵变频器“FSDrive-MX1S” 6kV级: 400kVA6000kVA 4kV级: 550HP4000HP (UL认定) 3kV级: 200kVA3000kVA 世界初!发电机用试验机节能用高压变频器 “FSDrive-MV1000” 11kV级: 66012000kVA 6kV级: 4007500kVA 3kV级: 2003700kVA风扇, 鼓风机洗床长距离皮带传送新产品! 节能&通用）高压变频装置简介销售台数 (台数)FSDrive-MV1S销售开始达到年间销售台数100台）销售业绩1996年销售开始, 已有1300台以上销售业绩达到年间销售台数200台年度变压器部功率单元部控制部变频器输出每相有个单元多重串联连接输出各相采用Y接线、直接以6kV输出功率元件以1个为単位可以进行维修、 简单的装卸构造收藏了电源输入端子和2次多重线圈的变压器收藏了PWM控制用的控制基板与功率单元的通信是采用了光