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學會判斷REXROTH電機使用過程應注意哪些問題?

更新時間:2019-05-10      瀏覽次數:1123

    學會判斷REXROTH電機使用過程應注意哪些問題?
    REXROTH電機運行時,電動機鐵芯處在交變磁場中會產生鐵損,繞組通電后會產生銅損,還有其他雜散損耗等,這些都會使電動機溫度升高;另一方面電動機也會散熱,當發熱與散熱相等時即達到平衡狀態,溫度不再上升而穩定在一個水平上。當發熱量增加或散熱減少時就會破壞平衡,使溫度繼續上升,擴大溫差 ,則增加散熱,在另一個較高的溫度下達到新的平衡。
    所以這里面就有兩個值需要關注-電機的溫度和溫升。
    來看一下電機溫度對其內部組件的影響:
    REXROTH電機內的永磁體通常在接近 180 ℃ 時有可能減弱或者消除磁性,從而使伺服電機失去所需的扭矩輸出的能力;
    REXROTH電機內置反饋編碼器,通常都充分考慮到了電機的發熱,有比較好的耐高溫能力,很多都可以達到 120 ℃ 以上;
    REXROTH電機的緣等基本都可以達到 F 。也就是說其允許溫度可以達到 155 ℃;而即使是 B 的緣等,其允許溫度也可以達到 130 ℃。
    這樣看來,永磁同步電機對于較高的溫度還是有一定的耐受能力的,如果參照上面的“參考溫度”,貌似在電機表面攤個雞蛋并不是什么問題。
    那么電機運行溫度可以到多少?是否有明確的上限值呢?這就得看電機的“溫升”限值了。
    前面說了,電機溫度升高是由電動機發熱引起的,而電機的發熱是與其 rms 電流和扭矩直接相關的,電機開始運行時的溫度(通常為環境溫度)和運行一段時間(實驗條件一般為3小時)后的溫度之差,稱為溫升。在相同的散熱條件下,電機的 rms 電流/扭矩越高,電機發熱量越高,帶來電機溫升的提高。所以,溫升其實是標志著電動機運行中發熱程度的一項重要指標。
    而關于REXROTH電機運行溫度的上限,我們則需要參考電機技術數據中關于溫升限值的指標,比如: 100K/60K,以及環境溫度。
    對于一臺溫升限值標定在 100K 的電機,如果以 40 ℃ 的環境溫度開始運行,則電機允許溫度可以達到 140 ℃,而如果環境溫度為 20 ℃,那么電機允許溫度可達 120 ℃。
    如果在應用中限定了電機的溫升,也就意味著限制了繞組的 rms 電流,也就是說降低了電機的連續輸出扭矩。
    可以想象一下,如果電機運行時的溫度,手摸上去只是溫乎,或者只是稍微有點燙手,那基本上充其量也就是 50~60 ℃ 的溫度,以室溫 20 ℃ 算,溫升大概 30~40K,可想而知 rms 電流/扭矩其實還有很大的可用空間。
    當電機運行在間歇式的工作制(如 S3),因為電機輸出時間的占空比較低,電機發熱時間較短,而間歇“休息”的時間較長,電機散熱量較大,此時的 rms 電流/扭矩和電機溫升通常都不會太高。
    對于連續式工作制應用,如果電機溫升很低,基本上說明電機的連續輸出扭矩還有很大的裕量。從物盡其用的角度看,我們一定是希望電機在其溫升限值范圍內,將扭矩特性輸出發揮大化。
    電機選型時盲目的限制溫升,其實相當于選擇較大的電機并降容使用,同時,較大的電機意味著驅動器、電纜、配電元件以及包括電機本身等一系列組件的系統成本的整體提高,從經濟性的角度看,這對于設備的性價比和總體擁有成本是很不利的。
    當然,需要注意的是,盡管伺服電機自身有一定的高溫承受能力,但實際應用中卻可能因為其他各種因素對電機溫度進行限定。比如,有些伺服減速機,其潤滑采用的是脂潤滑,從溫度較高的電機傳導過來的熱量,有可能影響減速機軸承的潤滑效果,造成減速機軸承的磨損和損壞,所以,為了避免這種情況,經常會針對該減速機,對與之匹配的電機提出限制運行溫度的建議(比如須低于 90 ℃)
    同時,我們也不能因為電機本身的這種“高溫耐受能力”,而忽略電機工作環境溫度與其散熱環境。
    一臺自然冷卻的溫升限值 100K 電機,如果其所處的運行環境散熱不,比如處在不通風的密閉空間內,此時即使電機工作在額定連續扭矩范圍內,也可能因為電機發熱與散熱的失衡導致電機溫升超過 100K,甚導致電機過溫報警。
    如果電機運行環境的散熱條件已經非常好了,但仍然溫升過高,此時除了可以考慮換更大功率的電機,也可以考慮使用“風冷”(風扇)或“水冷”的冷卻方式,比如對于 MSK 系列電機,采用“風冷”后,電機連續扭矩輸出比 60K 時提升了 50% 之多,而“水冷”幾乎將其提升了一倍。
    所以,對于電機較高的運行溫度,我們并不需要那么敏感,但也不能掉以輕心。關鍵還是要看這個所謂“較高”的溫升背后的機理是否符合電機發熱的基本規律。
    REXROTH電機驅動器市場產型號種類繁多,外觀差異,但其實大致的作用相差無幾,而在價格上的差距也比較大。所以更多的客戶將重點放在上,那么我們如何判別步進電機驅動器的呢?咱們接著往下看。
    怎樣判斷REXROTH電機驅動器的:
    1、要想過硬,起碼的要求就是它的具備較強的能力以及合格的檢驗工序,所以要對有一定的了解,包括企業概況,環境,員工素質等等方面。是實地考察驗證,實在無法親自到場仍然可以通過各種渠道了解的實力。
    2、“表面工夫”做好之后,步進電機驅動器進行樣品測試也是尤為關鍵。將樣品發到或者實地點,看看這些步進電機驅動器對于自己的需求是否滿意。更多時候,購銷關系就是在這一環節上產生的。
    1、應遵循選電機后選驅動的原則。
    2、REXROTH電機應用于低速場合---每分鐘轉速不超過1000轉,(0.9度時6666PPS),在1000-3000PPS(0.9度)間使用,可通過減速裝置使其在此間工作,此時電機工作效率高,噪音低。
    3、REXROTH電機不使用整步狀態,整步狀態時振動大。
    4、轉動慣量大的負載應選擇大機座號電機。
    5、REXROTH電機不應在振動區內工作,如若必須可通過改變電壓、電流或加一些阻尼的解決。
    6、REXROTH電機在600PPS(0.9度)以下工作,應采用小電流、大電感、低電壓來驅動。
    7、REXROTH電機在較高速或大慣量負載時,一般不在工作速度起動,而采用逐漸升頻提速,一電機不失步,二可以減少噪音同時可以提高停止的定位精度。

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