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 回复:伺服电机长时间工作在额定速度以上,最大速度以下,对电机有什么影响

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作者 主题
gaofei2013
侠圣

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楼主    2018-08-15 22:53:42
主题:伺服电机长时间工作在额定速度以上,最大速度以下,对电机有什么影响 精编帖 

请问现在有一款V90的伺服电机长时间工作在额定速度以上,最大速度以下,这样的选型是否合理,对电机内部机械是否有影响?会造成电机内部编码器松动,轴承损坏吗?

Zane
至圣

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2楼    2018-08-15 23:34:06
精华帖  精编帖  主题:回复:伺服电机长时间工作在额定速度以上,最大速度以下,对电机有什么影响

天天让你加班,但保证你能睡觉,会有问题吗?

Zane 注册自动化系统工程师 Always save before download
kdrjl
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3楼    2018-08-16 22:02:05
精编帖  主题:回复:伺服电机长时间工作在额定速度以上,最大速度以下,对电机有什么影响

还是想从电机的特性上描述一下楼主的问题。电机连续运行在自己的外机械特性曲线范围内,这是设计上保证的起码的可靠性原则。没有问题。


只要电机的输出转矩不超过图中蓝色虚线,电机连续工作就是安全的。上图的点画线范围,是一个电机的过载曲线。如果电机输出转矩运行在虚线和点画线之间,那就是电机过载运行状态。此处区间电机不能连续工作。

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kdrjl
版主

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6楼    2018-08-17 09:41:58
精编帖  主题:回复:伺服电机长时间工作在额定速度以上,最大速度以下,对电机有什么影响

唉,这张图来自于yming版主的发现和发布,上面的眉批都是y版弄的吧?我也是从此图看出了许多的道儿道儿。


这张图把电机的过载规律,转速与转矩的关系,描绘的一清二楚。


后来从实验中得到,电机的过载能力主要是体现在额定转速以前的区间,额定转速以后,电机的过载能力相当有限。甚至没能力。


这张图表,是一个交流异步电机的通用曲线。具体的一个型号的电机,只要把它的数据写在坐标上即可。比如额定点参数,允许的最高点参数。然后,它(曲线)所包罗的面积,就是它(电机)的有效工作区间和范围了。


曲线保罗的面积,其物理意义是什么呢?是电机的功率。面积代表着电机驱动负载的能力和范围!(我想这些内容在《电拖》教科书里都有涉及的吧)


曲线,对使用电机,合理选型,都有着很重要的参考依据!


这个曲线来自于《西门子驱动工程师手册》(英文版的)。

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HUANGZE75
至圣

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7楼    2018-08-17 11:58:32
精华帖  精编帖  主题:回复:伺服电机长时间工作在额定速度以上,最大速度以下,对电机有什么影响

的确这张图也让我认识到伺服电机的运行区间问题,我们正常使用都是在额定转速范围以内,对于额定转速到最高转速之间的这个区间运用的就比较少了。

 

这是西门子的伺服电机的一个铭牌参数,最大转速5600,额定转速在3000,额定转速到最大转速相差2600,区间范围还是很多的,根据K版的图,如果负载转矩不大情况下,加速范围还是比较大的。

日本安川的伺服就没有标明最大转速了。


kdrjl
版主

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8楼    2018-08-18 08:58:42
精编帖  主题:回复:伺服电机长时间工作在额定速度以上,最大速度以下,对电机有什么影响

在电机允许的全转速工作范围里。电机的输出功率:


kW = RPM * Nm / 9550


也就是:电机输出功率 = 转速 * 扭矩 / 9550 


电机的恒功率调速范围(额定转速至最高转速),只要上面的公式计算结果小于等于电机的额定功率值,就可以连续工作。无压力。当然,必须要保证电机的散热条件。

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quiet
奇侠

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9楼    2018-08-18 10:28:02
精编帖  主题:回复:伺服电机长时间工作在额定速度以上,最大速度以下,对电机有什么影响

机械寿命的影响要考虑。


麦福明
侠士

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19楼    2019-04-15 17:21:54
精华帖  主题:回复:伺服电机长时间工作在额定速度以上,最大速度以下,对电机有什么影响

v90的电机是永磁同步电机,西门子的伺服电机1fk,1FT,1PH8系列每一台电机都有一张转速扭矩图,这一点做的要比日本的伺服电机资料好很多。伺服电机的额定转速,额定扭矩是一个电机标定关键点,这个标定点实际上是与所选用的驱动器相关,同一款电机配置不同的驱动器(S120系列)额定转速是不一样的,V90的电机不存在这个问题。

图1 1fl6转速扭矩曲线。

在这个曲线图里额定转速是2000rpm,最大转速为3000rpm。在额定转速和最大转速之间运行时,伺服电机处于弱磁状态。电机工作在这个区域时,其端电压不变,通过改变电流和频率来改变电机的转速和扭矩。如果大家看西门子另外系列的电机,额定点和开始弱磁点通常不是一个同速度值,额定转速一般大于开始弱磁的速度。电机的最大转速与驱动器和轴承相关,也与弱磁深度相关。如果你的v90电机工作在这个弱磁区域,且均方根扭矩在S1曲线下面的一个点或者在S1曲线上,说明你的电机可以长期运行,没有任何问题。

图2,1ph8电机转速扭矩曲线

在这个图里,大家可以发现有那么多不同的转速,在这些转速里,轴承容许的转速最高,接下来就是驱动器弱磁容许转速(没有vpm保护)这个转速是保护驱动器的,就是当电机在这个转速下工作,外部突然断电或者驱动器失电时,这时候电机没有的去磁电流(来自驱动器)电机端电压会升高,这个电压如果不限制的话会损毁变频器。理想点的转速是伺服电机效率最高的点。高于这个转速,电机的发热会占比更大。

选择伺服电机,最好是把负载曲线做出来,按西门子的sizer软件,关键的参数有几个,一个是均方根扭矩和平均转速,这两个参数代表电机的输出功率,一个是电机的峰值扭矩。只要这三个参数满足,基本这个电机就可以长期使用没有问题的。

在sizer软件的电机库里,没有1fl6系列的电机,你可以选择相近的1fk7电机做出负载曲线,然后再替换成1fl6电机,同时要保证有一定的安全余量。

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