松下伺服.ppt
l50年代直流伺服出现:日本牧野公司将直流伺服用于数控铣床上，开直流伺服应用之先河。,l为何直流伺服先于交流伺服出现？因为要实现电机高响应地进行随动，必须要控制电机的转矩。由于直流电机的磁通和电枢电流可很方便地进行独立控制，而交流电机无法很方便地实现这一点，所以直流伺服先于交流伺服出现。,1,电气伺服系统发展进程简介,l交流伺服的启蒙：1972年德国人发明了感应电动机矢量控制，并取得了专利，为交流伺服的实现打下了理论基础，使交流伺服的实现成为可能。虽各国竞相进行研究，但是无法用于实际。,l为何要研究交流伺服的控制理论？主要的原因是直流伺服电机中有换向器和电刷，这就使得直流伺服：1）需要维护，要定期清理或更换电刷，打扫换向器。2）电机的可靠性和寿命受到制约。而交流伺服无此问题。,2,70年代末，美国GE公司将矢量控制理论中的高等数学的变换运算用电子硬件电路实现，生产出了交流伺服。,l 为何称之为模拟式交流伺服？由于采用电流、速度环是模拟量运算，使用的器件为模拟器件，所以称为模拟式交流伺服。l 国内交流伺服发展状况：国内在80年代中期开始引进国外交流伺服技术，直至目前仍无商品化大量生产交流伺服驱动器和电机的厂家。与国外产品的差距明显。,l 交流伺服的出现：,3,1988年日本各大伺服厂商推出半数字化交流伺服。,l 数字化交流伺服的出现：,l 为何各大厂商研究发展全数字化交流伺服？因为模拟式伺服驱动器中采用了模拟式运算和大量的模拟电子元器件，使得交流伺服的成本、可靠性受到影响。若采用数字化技术，将电流环、速度环、位置环进行A/D转换，再送入CPU进行运算后直接控制功率放大电路，就可以大大简化伺服驱动器的电路，实现低成本高可靠性，同时进一步提高伺服系统的品质指标。,l 为何称之为半数字化交流伺服？因为受到CPU运算能力的限制，电流环无法实现数字化，三环中只有二环实现了数字化。,4,90年代初日本各大伺服厂家推出成熟的全数字化交流伺服。,l为何全数字化交流伺服在半数字化交流伺服出现很短的时间后就实现了？随着计算机技术的飞速发展，更高性能的CPU很快就出现了(代表性的元件是DSP、RISC)，使得电流环的处理实现了数字化，全数字化交流伺服也就实现了，半数字化交流伺服随即结束。,l 全数字化交流伺服的出现：,5,MINAS 系列 全数字化交流伺服系统.介 绍.,日本松下电器公司,Panasonic,松下电器伺服的生产历史简介,l 1933年松下电器马达事业部生产小型异步电机。l 70年代生产直流伺服。l 80年代生产交流伺服。,松下电器马达事业部规模介绍日本电机生产厂商排名统计（根据中国机电部1988年资料统计）l 按照数量排名：松下电器年产量1亿5千万台，排名全日本第二。l 按照金额排名：松下电器产值1千6百50亿日元，排名全日本第一。,MINAS 系列,MINAS A 系列,A系列产品特点：1.提升伺服性能 2.操作简便、人机界面友好 3.品种齐全&可靠性高,Industrial and Appliance Motor DivisionMotor Company松下电器产业株式会社,1,1.提升伺服性能,1-1,缩短“定位完成”时间,1-2,低振动,1-3,高分辨率绝对值编码器,1-4,提升电机特性,1-5,全闭环驱动器,2,MINAS A series,1-1.缩短“定位完成”时间,MINAS A series,3,500Hz 频带宽度(速度环频率响应),以往产品 220Hz（MINAS V系列）,新型号 500Hz（MINAS A系列）,幅 值(dB),频率(Hz),A 系列,V系列,3dB,220,500,4,使用机械结构：滚珠丝杆,(5个脉冲则输出定位完成信号),脉冲串指令信号,定位完成,6.6毫秒,采用型号(MINAS XX 型),采用型号 MINAS A 系列,脉冲串指令信号,定位完成,安川 2.5毫秒,三菱 J2 4.5毫秒,1.1毫秒,MINAS A 系列-“定位完成”性能对照表,1:评估条件,在如下条件下测试“定位完成时间”：,交流伺服驱动器,交流伺服电机,直径:20mm/导程:10mm/负载惯量:电机惯量的5倍,NC 控制器,转速,时间,定位完成时间,2:评估所用的电机和驱动器,3.结果,周,3000r/min,型号,驱动器型号,电机型号,编码器脉冲数、线,2500脉冲,MSDA023A1A,MSMA022A1A,Panasonic,11根线,(200W/200V),MINAS A 系列,17 位/周,MSDA023D1A,MSMA022D1A,7根线,(200W/200V),Panasonic,2500脉冲,MSD023A1XX,MSM022A1A,MINAS XX 系列,11 根线,(200W/200V),13位/周,SGMAH-02AAA21,Y,5根线,SGDM-02AD,16位/周,(200W/200V),SGMAH-02ABA21,7根线,滚珠丝杆(型号:MCM10 NSK生产),5,6,新增 陷波滤波器&扰动转矩监测器 获得更低的振动,分析出造成谐振的信号的频率,“去除”该信号的频率,可以将刚性设置得更高,平滑地运转,陷波滤波器,扰动转矩监测器,低的振动,抑制由于负载波动产生的干扰。,设置谐振频率来抑制谐振.,RE,Amp.,RE,RX,Shield,RX,ABZ,（No.of wires）,省线化,高分辨率,增量式,2500 p/r,17 bit,标准型,7,MINAS A系列,Serial,V系列,Partially serial,绝对值式,标准型,NEW,1-3.高分辨率绝对值编码器,MINAS A series,VCC,GND,VCC,GND,Amp.,ShieldBattery,1-4.提升电机特性,转矩线性化提升,8,MINAS A series,1-5.全闭环驱动器,9,MINAS A series,注意：）仅17位编码器的伺服有此功能。,高精度定位,2.操作简便，人机界面友好,PANATERM for Windows 95,98,10,MINAS A series,通讯软件,50pin I/O,独立的控制电源,自动增益调整,RS485/RS232C 串行 I/O,2-1.PANATERM 通讯软件,11,MINAS A series,参数的设置与修改,I/O 状态的监视,波形图的分析,响应频率的测量,自动增益调整,基于 Windows 95/98,NEW PANATERM,12,分析出造成谐振的信号的频率,FFT 功能(FFT:快速傅里叶变换 Fast Fourier Transform),负载,“去除”该信号的频率,可以将刚性设置得更高,示例图,用陷波滤波器去除共振,高响应,2-2.独立的控制电源,您可以在切断主电源的状态下，安全地检查和设置参数。,13,MINAS A series,主电源,L1,L2,L3,r,s,控制电源,3-1.品种齐全,小惯量MSMA,小惯量MQMA,中惯量MDMA,中惯量MFMA,大惯量MHMA,中惯量MGMA,MSDA,电机,驱动器,电机驱动器,系列,输 出,转速(r/min.)额定/最大,3000/5000,3000/5000,2000/3000,2000/3000,2000/3000,1000/2000,-,30W,100W,300W,400W,750W,1.5W,4.5kW,5kW,2500p/r 17 bit,30W to 5.0kW,功率到 5kW,14,MINAS A series,3-2.提升电机特性-2,15,MINAS A series,平滑&坚固,防水&防尘,IP65 防护等级,在额定转矩下,3-3.标准认证,16,MINAS A series,IEC60034-1,电机,EN50178,马达&驱动器,IEC61800-3,EM55011,IEC61000-4-2,IEC61000-4-3,IEC61000-4-4,IEC61000-4-5,IEC61000-4-6,IEC61000-4-11,CE&UL 认证,
