MOTOR种类功能说明课件.ppt

1、1.Motor的种类的种类2.Induction Motor3.Torque Motor4.Reverse Motor5.Speed Control Motor6.减速机减速机7.Stepping Motor(包含异常措施包含异常措施 Flow)8.Servo Motor制作日:2001.11.19制作者:各各 Motor类结果及功能类结果及功能1.Motor的种类的种类主要用途动力用瞬间停止瞬间停止保持负荷速度控制 功能MOTOR的种类 特点恒速 正逆转恒速顺时正逆转恒速正逆转瞬间停止恒速正逆转瞬间停止保持负荷可变速正逆转瞬间停止可变速正逆转瞬间停止保持负荷速度控制高精度的定位高速、高精度定

2、位位置、速度控制位置、速度控制系列系列系列系列系列速度2相5相系列连续额定恒速正逆转瞬间停止旋转根据负荷其转数量有变30分额定旋转旋转旋转旋转根据负荷其转数量有变无负荷维持力30分额定旋转速度范围无激发启动型/静电时安全对策根据负荷有变速度范围自低速至高速FLAT的Torque速度范围自低速至高速FLAT的Torque旋转以下分辨率高分辨率中低速、高TORQUE,维持力控制速度MODE定位MODE高分辨率O.72TORQUE LIMIT功能 特点特点 一个方向连续运转用 Conveyor驱动等,适合于向一个方向连续运转的用途。有Condenser 启动型单相马达与三相马达。2.INDUNTIO

3、N Motor 看型号的方法看型号的方法 结构结构输出名型号名容量电压、极数单相110V/115V用电容器单相单相220V/230V用电容器安装端子Box单相100，110V/115V用4极单相200，220V/235V用4极三相200，220V/235V用4极Motor设置SizeShaft形态GN型Helical齿轮GU型Helical齿轮圆形Shaft结构输出Lead线MOTOR是用恒速控制的感应MOTOR。拿Arago圆盘解释旋转原理。磁石的旋转:相当于由STATOR形成的旋转磁场(1次侧)铜盘:相当于ROTOR(2次侧)磁通量(磁石的 NS中间)通过导体，就根据弗莱明的右手定则产生导

4、体的电动势,由此电动势导体上产生电流（Arago圆盘的话漩涡电流）。在此，通过感应的电流与磁通量的相互作用(弗莱明的左手定则),导体（铜盘)向磁通量的旋转方向(旋转磁场)带动旋转。若磁通量不通过导体，就不产生感应电动势，因此铜盘旋转速度慢于 此Arago圆盘磁石的旋转是形成STATOR的旋转磁场，铜盘相当于ROTOR。实际的感应MOTOR上使得旋转力更有效率地发挥设计。CONDENSER的作用 卷线方面来讲，可分为不使用电容器的主卷线与插入电容器的辅助卷线。电容器的作用中有；延长位相从单相电源做成接近2相电源的形态。动作原理动作原理磁石的旋转方向圆盘旋转方向漩涡电流铜盘 恒速MOTOR中有；具

5、有动力用、瞬时停止用BRAKE和负荷维持用BRAKE功能的等。在此，关于恒速MOTOR的转数-TORQUE特性说明。启动 TORQUE 最大 TORQUE 额定 TORQUE 同步转数 无负荷转数 额定转数 转数转数,Torque特性曲线特性曲线电压电压时间电容器转数时间3.Torque Motor 特点特点 广泛速度可变 MOTOR的 TORQUE与电压的平方成比例，转换供给电压可转换旋转速度。适合于卷绕作业 把连续以常速出来的用正张力卷绕时，若卷绕部分的直径达到2倍，TORQUE应达到 2倍，速度成一半。适合于这种用途。使用于约束运转 TORQUE MOTOR与一般 MOTOR不同，在约束

6、状态或者接近约束的低速运转下可进行稳定的 TORQUE设计。可使用为BRAKE 若使用于转数TORQUE特性的制动领域，可用为BRAKE。看型号的方法看型号的方法 结构结构 系列 系列 输出 电压、极数 单相 极规格认证 型号 大小 形态 圆形安装大小安装大小安装大小直接GN TYPE减速机合适于TAPING运转。若线轴的直径达到2倍，使得TORQUE达成2倍,速度达成的用途.用途用途 可使用为BRAKE.可使用为约束运转用.压物体的情况或者最后进行工序时变约束状态的用途.正张力卷绕 ,自启动至无负荷转数可进行稳定的运转。转数转数,Torque特性曲线线制动领域稳定领域稳定领域旋转速度4.Re

7、verse Motor 特点特点适合于正逆运转-将马达的旋转方向瞬时可转换的30分额定马达。-适合海外安全规格.Global电压对应.看型号的方法看型号的方法 结构结构 型Helical Gear 容量 输出 电压、极数 单相 极用电容器 型号设置安装端子Box“圆形形态板压板 单相 三相 极 极 型Helical Gear 单相 单相用电容器名5.Speed Control Motor 使得灵活启动,停止的SLOW START,SLOW DOWN功能 特点特点 看型号的方法看型号的方法 结构与结构与原理 型Helical Gear 附加 输出 单相 用电压设置 圆形形态 单相 名 用 型He

8、lical Gear 附加电容器比较放大部 电压控制器 电源 MOTOR部INDUCTION MOTOR或者 REVERSIBLE MOTOR的后部安装速度检测机。CONTROL PACK 比较速度设定机信号与MOTOR转数，调整为达到设定的转数施加在MOTOR 的电力。速度设定机 用手柄设定速度。如图，是CLOSED LOOP控制，并可保持恒数旋转。若负荷有变，转数也变，这样减少施加在马达上的电力可回到原来的转数。速度速度,Torque特性曲线线-在任意的转数上要设定、调整可使用SPEED CONTROL MOTOR。转数使用限制线转数轴6.减速机减速机1)减速机的作用减速机的作用 可减少转

9、数。TORQUE.额定TORQUE 减速比 2 kgcm 1:50 2500.86=86 (中间 GEARHEAD与TORQUE放大无关。)kgcm 减速机轴转数 减速机轴转数 的转数 减速机的减速比 将TORQUE放大 减速机轴 减速机的 减速机的减速比 减速机的传达效率 的 中间2)减速机的减速机的结构结构及种类与特点及种类与特点 结构 标准TYPE GN TYPE 加速机的结构高输出TYPE GU TYPE的减速机结构。加强各构成GEAR的 MODULE,厚度等 可产生高输出TORQUE的减速机结构 特点特点*高分辨率 高精度定位STEPPING MOTOR的最大特点是可简单得出高精度定

10、位。(MOTOR的动作与钟表的秒针一样动作。)STEPPING MOTOR中有以0.72单位旋转的5相 STEPPING MOTOR与 1.8单位旋转的2相 STEPPING MOTOR。动作角度与输入的PULSE同步旋转，误差是3分以内(即,0.05:无负荷时)的高精度。*角度控制、速度控制方便。是所谓PULSE的电气信号，可简单控制旋转角度、旋转速度。STEPPING MOTOR是用以PULSE信号数、旋转角度、PULSE信号的速度(频率)可控制旋转速度。PULSE 信号的速度pps与 STEPPING MOTOR的运转速度rpm如下图；7.STEPPING Motor PULSE是反复操

11、作电压的ON，OFF的电气信号，如图ON、OFF操作1次为（1Cycle）1PULSE。*高TORQUE高响应 STEPPING MOTOR是安装在小型也可以得到大 TORQUE。因此，加速性很优秀，将1旋转以内的移动量很快就可以动作。*有磁性持久性。STEPPING MOTOR在停止的情况(无PULSE信号时)也有很长的持久性。因此，不与机械性制动器并用也可维持其停止位置。(上下驱动等静电时需要维持负荷的情况下需要电子BRAKE。*OPEN LOOP 控制STEPPING MOTOR动作与Pulse信号正比，由于不带有速度、位置检测机构，因此其定位系统的结构比较简便。参考事项PULSE 速度

12、:pps(pulse per second)用以每1秒输入的PULSE个数表示 STEPPING MOTOR速度的单位。角度单位:角度与时间一样以60进制表示。.(1度=60分)STEP角:输入完1PULSE时 STEPPING MOTOR旋转的角度.持久力:MOTOR在停止的状态上即使向SHAFT加压，MOTOR也不旋转就要维持其位置的 力量。(TORQUE)旋转角度旋转速度旋转速度5相STEPPING MOTOR例子结构STEPPING MOTOR的最大的特点是带有卷线的 STATOR内轴部与 ROTOR外轴部上有小齿。并且ROTOR内部带有永久磁石。因此，若用手转动STEPPING MO

13、TOR时感觉到有咔喳咔喳的声音,可知道MOTOR SHAFT在转动。5相 STEPPING MOTOR中有5个A相,B相,C相,D相,E相的卷线群。R O T O R :以永久磁石与铁心结构的 MOTOR的旋转尺S T A T O R:带有多个卷线群的MOTOR的固定尺励 磁 :MOTOR的卷线上施加电流的状态P I T C H :将ROTOR齿之间的间隔表示为与ROTOR的中心成角。.结构结构及动作原理及动作原理卷线下图是将STEPPING MOTOR从 SHAFT边看时的剖面图。STATOR 5相 STEPPING MOTOR以5相 2极卷线。STATOR有10个磁极，使得相互对看的2个磁

14、极做成同样的极性(N或者S)卷线。各磁极有4个小齿。ROTORROTOR 边框有50个的小齿。MOTOR 结构图 2:与SHAFT垂直方向的剖面图。MOTOR 结构图 2:与SHAFT垂直方向的剖面图 动作原理STEPPING MOTOR是 STATOR与 ROTOR的齿互相啮合旋转。A 相励磁要运转STEPPING MOTOR，就按顺序转换各卷线接通的电流。首先看一下流在A相的状态,无交叉励磁状态B 相励磁以下，截止A相的电流,使B相电流接通。励磁状态 速度速度-TORQUE 特性特性 表示STEPPING MOTOR的性能中代表的特性。横轴表示PULSE速度，竖轴表示TORQUE。表示运转

15、STEPPING MOTOR时的速度(PULSE速度)与其速度时可得到的力量(TORQUE)。STEPPING MOTOR 速度 TORQUE特性的特点中有；PULLIN TORQUE围绕的领域与PULLOUT TORQUE-PULLIN TORQUE 之间的SLEW领域2种类的动作领域。并且，PULSE速度加快，MOTOR的TORQUE便降低也是最大的特点之一。励磁最大停止TORQUE(TH)STEPPING MOTOR在通电状态(额定电流)下在停止时可得到的最大TORQUE(持久力)MOTOR不能发出此TORQUE以上的 TORQUE，所以当选定 MOTOR时作为基准。最大响应频率 STE

16、PPING MOTOR可运转的最大 PULSE速度。TORQUE(PULLOUT TORQUE)已输入的PULSE速度上可发生的最大TORQUE。此TORQUE曲线当选定 MOTOR时很重要，并使计算的 TORQUE在 PULLOUT TORQUE里边。最大频率(fs)STEPPING MOTOR当无负荷时，可瞬时启动、停止的最大PULSE速度。若此以上的PULSE速度就不能启动 MOTOR。最大频率是在SLEW领域内运转MOTOR的启动PULSE速度上限线。领域 是用STEPPING MOTOR上输入的PULSE速度可瞬时启动 停止的领域（范围）。SLEW 领域 是STEPPING MOTO

17、R的高速领域。为了在此领域驱动STEPPING MOTOR，应需要逐渐加减速输入PULSE信号的SLOW UP、SLOW DOWN操作。特性因素特性因素 温度上升特性因为STEPPING MOTOR频繁反复启动、停止运转，并MOTOR停止也接通电流，所以此步进电机可以说比其他MOTOR容易放热的MOTOR。可使用的温度范围MOTOR 部-外皮的中央部温度100以下 MOTOR上没有温度检测功能、保护功能。Driver部-励磁转换用Transistor的防热板温度是80 以下 Driver上内置温度传感器。由OVER HEAT信号输出可感应。周围温度也要注意。随着运转速度，MOTOR Drive

18、r的温度上升有变化 旋转速度-温度上升特性测定条件运转旋转速度温度上升马达卷线部饱和温度1Driver,励磁转换用FET部饱和温度设置在160160 15铝板的状态设置在280100 2铝板的状态 异常异常 Check Flow看上去根本不动作，或者正常运转 MOTOR不动作动作，但位置不符合等。请再次确认一下各部布线、电源从马达分离机器（接近无负荷的状态）后请确认动作。正常动作 同样现象 好像是Torque不足。需要运转条件、负荷条件等的值Driver的励磁TIMING是否 闪烁？请慢慢输入每1PULSE偶尔不动作，就向逆方向转请测定一下MOTOR DRIVER之间的导通与MOTOR的卷线电

19、阻值。异常（MOTOR没有动作）正常（MOTOR动作）异常正常若卷线电阻明显低，可考虑MOTOR的故障。估计是DRIVER 故障没输入好PULSE.请确认一下CONTROLLER的布线。全部正常。*因NOISE等外部原因的问题。*因接线与参数设定引起的问题。请确认一下异常的情况LAMP没有打开，或者在关闭的状态。(2)特点 1.旋转角度,旋转速度容易控制。是从控制器设定PULSE列信号的，可容易控制MOTOR输出轴的旋转角度，旋转速度。8.Servo Motor 旋转角度 =分辨率/step PULSE数 PULSE 分辨率/step旋转速度 r/min=-PULSE速度 Hz 60 sec

20、3602.高分辨率,高精度的定位 (1)定位 是代表的控制用MOTOR，有STEPPING MOTOR与 SERVO MOTOR。特点*短距离，短时间定位运转*低速/高TORQUE 特点*长距离高速定位运转*高速/高TORQUE 新世代电压 PULSE列信号（例子）PULSE数PULSE速度时间停止精度停止状态停止无负荷额定负荷MOTOR的种类相系列系列分辨率轻微震动3.有磁性持久力。MOTOR在停止的情况也有磁性的持久力。4.高响应 是加速/减速时的响应能力优好的MOTOR。2.控制用MOTOR的系统构成(1)STEPPING MOTOR MOTOR 本身“可高精度的定位运转.”设计。Dri

21、ver是从控制器 PULSE TIMING MOTOR ,MOTOR STEP(=).控制器,Driver,MOTOR由OPEN LOOP控制方式构成，可简单高精度地定位运转。(2)AC SERVO MOTOR MOTOR上安装旋转检测器(编码器)，向DRIVER反馈当前的旋转位置/旋转速度。DRIVER连算从控制器的PULSE列信号（位置指令/速度指令）与反馈信号 (当前位置/速度)的误差，使其误差为“0”控制MOTOR卷线电流。是在DRIVER,MOTOR,ENCODER上用 CLOSED LOOP控制方式的，可高精度的 定位运转。控制器PULSE震荡器 列信号DRIVER卷线电流优点1。

22、无需要调整。不需要对负荷条件与机构刚性的GAIN调整。2。同步性优秀。与控制器的PULSE信号同步旋转。.区分控制用 MOTOR的使用(1)关于定位时间 以可在更短时间内做定位运转前提下选定控制用MOTOR的情况,可考虑关于以下的 1)控制方法差异,2)速度 TORQUE特性的差异。(1-1)关于定位时间的考虑点 1)控制方法的差异 由于OPEN LOOP 控制/CLOSED LOOP控制的差异发生修改时间的差异。此修改时间的差异做为发生定位时间差异的原因。定位时间 =PULSE列信号输入时间 +修改时间 控制器DRIVERPULSE震荡器 列信号卷线电流信号定位完成信号ALARM信号控制方式

23、优点1。不会超脱限位。在旋转检测机（编码器）上检测ROTOR旋转位置，使得STATOR的旋转磁场 常保持适当的状态控制。2。定位完成信号/输出ALARM信号。因为MOTOR的运转状态，所以定位运转完时，保护功能当启动时输出信号。与控制器的PULSE信号同步旋转。转数 修改时间 定位时间 PULSE列信号输入时间 时间修改时间:对于从控制器的 PULSE列信号的指令位置产生实际的MOTOR旋转位置产生迟延。当MOTOR停止时产生的此时间差就是修改时间。2)速度-TORQUE 特性差异 由 速度 TORQUE特性的差异,按照运转的转数发生在加速 TORQUE的差异.这加速 TORQUE的差异做为

24、MOTOR的加速时间/减速时间上产生差异的原因.定位距离长定位距离长.在高速运转在高速运转】定位距离短定位距离短 在低速运转在低速运转】在低速STEPPING MOTOR的TORQUE大。瞬时最大转数在高速AC SERVO MOTOR的TORQUE大。瞬时最大转数(1-2)根据机构的定位时间 1)INDEX TABLE 驱动 运转模式多的是在 MOTOR 输出轴为180以下的旋转量.INDEX TABLE 定位时间 定位量】2)BALL SCREW机构的驱动 根据定位距离区分控制用MOTOR可使用。BALL SCREW机构 【TABLE 移动量 定位时间】短距离的多点位置决定有效长距离的多点位

25、置决定有效短量负荷转动惯量轴换算 3)TIMING BELT机构的驱动 根据定位距离，机构的LEAD/刚性区分控制用MOTOR使用。TIMING BELT机构 【TABLE 移动量 定位时间】(2)关于停止精度 以可做更高精度的定位运转。前提下选定MOTOR的情况,可需要考虑关于以下的 1)停止状态,2)摩擦负荷的影响。(2-1)关于停止精度的考虑点 1)停止状态 【STEPPING MOTOR】MOTOR内部有以高精度制作出的结构(ROTOR/STATOR的小齿,磁极,卷线常数)从此可进行定位。MOTOR的输出轴是停止状态。不需要调整GAIN.容许负荷转动惯性大有效BELT与PULLEY的L

26、EAD重量负荷转动惯性轴换算【AC SERVO MOTOR】为使控制器PULSE列信号与编码器的反馈信号误差为“0”，从Driver用控制的方法定位。MOTOR输出是在编码器分辨率的宽度(1PUSLE)以 状态(HUNTING)停止。2)根据摩擦负荷的影响 【STEPPING MOTOR】STEPPING MOTOR的停止位置精度是以停止角度误差与根据摩擦负荷进行的变位角度 组合。停止位置精度=停止角度误差+根据摩擦负荷进行的变位角度 (0.05)(L)根据此角度()-TORQUE(T)特性的MOTOR输出轴是以摩擦负荷TORQUE TL成角度 L停止。要停止的位置PulsePulseA位置：

27、理想的停止位置B位置：过1PULSE的位置C位置：前1PULSE的位置励磁最大停止角度 【AC SERVO MOTOR】AC SERVO MOTOR的停止位置由旋转检测机(编码器)的分辨率确定。停止位置精度=编码器分辨率(1PULSE)关于STEPPING MOTOR的角度 TORQUE特性要察看同样的特性如下图；(2-2)停止位置精度 1)STEPPING MOTOR /COST .瞬时最大角度与机器原点运转Pattern运转Pattern运转Pattern 2)AC SERVO MOTOR 既然MOTOR停止中产生 HUNTING()，但左右两个方向可做 定位运站，并可构成高速定位系统。根

28、据摩擦负荷根据摩擦负荷 进行的变位角度进行的变位角度 的计算的计算小齿的变换为108。计算)摩擦负荷 励磁最大停止与机器原点运转Pattern运转Pattern运转Pattern轻微震动(3-1)关于旋转变动率 1)STEPPING MOTOR STEPPING MOTOR与控制器的PULSE列信号同步向STEP角旋转。【高速旋转】由于PULSE列信号的时间间隔短，STEP上的动作可灵活连续动作。【低速旋转】由于PULSE列信号的时间间隔长，STEP上的动作明显。2)AC SERVO MOTOR AC SERVO MOTOR是从编码器的PULSE信号检测当前的旋转速度。速度控制部连算速度指令信

29、号与当前旋转速度的误差，从此进行电流指令。【高速旋转】SAMPLING中的 PULSE数误差少，因此旋转速度的检测精度为高精度。控制器PULSE信号MOTOR轴旋转角度时间控制器PULSE信号旋转角度MOTOR轴时间数数时间【低速旋转】SAMPLING中的PULSE数误差大，因此旋转速度的检测精度不好。(3-2)旋转变动率的比较有必要随旋转速度的旋转变动率一同TORQUE特性也要考虑区分使用。数数时间相相系列系列系列系列该司该司(4)关于输入/输出信号控制用MOTOR除PULSE列信号以外，还用多种输入输出信号。用此种输入/输出信号，可效率控制设备的控制系统。(4-1)控制系统 1)STEPP

30、ING MOTOR 是OPEN LOOP控制，可确认MOTOR的动作状态。因此发生过负荷等异常状态下，不能输出动作保护功能的ALARM信号。正显示运转STEPPING MOTOR时的基本控制信号。运转方向过负荷卷线电流Driver控制器PULSE列信号运转MODE转换信号输出电流OFF信号信号信号励磁TIMING信号输出电流OFF信号 2)AC SERVO MOTOR 是以CLOSED LOOP，可确定MOTOR的动作状态。因此若产生过负荷等异常 状态，启动保护功能可输出ALARM信号。运转方向过负荷卷线电流信号控制器Driver列信号信号信号定位完成信号信号相信号信号信号定位完成信号信号信号

31、信号相信号Driver运转MODE转换信号信号 3)新世代 STEPPING MOTOR -STEP STEPPING MOTOR上安装 ROTOR位置检测机。DRIVER可在 ROTOR旋转位置辨识 超脱限位的领域，并在超脱领域转换为 CLOSED LOOP控制，关于 ROTOR旋转 使STATOR的旋转磁场为最佳的位置控制。因此，若产生过负荷等异常情况，启动与AC SERVO MOTOR相同的保护功能可输出 ALARM信号。注)显示运转新世代 STEPPING MOTOR -STEP情况的基本控制信号。DriverDriver控制器PULSE列信号运转MODE转换信号输出电流OFF信号信号信号励磁TIMING信号输出电流OFF信号定位完成信号信号定位完成信号信号信号 运转方向过负荷卷线电流/ROTOR位置检测信号相信号(4-2)输入/输出信号的作用 介绍代表的输入/输出信号的作用。信号内容 输入信号 输出信号 传送旋转角度，旋转速度的指令。解除MOTOR输出轴的持久力告诉定位运转完成告诉保护功能动作。减少机器原点位置的误差。显示MOTOR输出轴。系列列信号系列列信号列信号输出电流OFF信号输出电流OFF信号定位完成信号定位完成信号信号信号信号相信号信号信号励磁TIMING信号无无无励磁TIMING信号