伺服电机的特性曲线介绍

在选用西门子伺服电机时,为了能够满足实际工况的需要,需要考虑所选电机的扭矩转速特性曲线、电压极限特性曲线。本文为大家进行相关内容的介绍。

扭矩转速特性曲线

01

允许的运行范围

允许的运行范围由热学,机械和电磁极限加以限制。

本文档中的数据适用于环境温度40°C时的自冷却式电机。

电机发热的原因是由于电机内的损耗(电流损耗,铁损耗,摩擦损耗)。

电机的利用率取决于冷却方式(自冷却、外部冷却、水冷)。

为满足温度的要求,转矩必须从静止转矩M0开始随转速的升高而减小。


同步电机转矩特性

1区为不弱磁使用

2区为弱磁使用

SINAMICSS110/S120驱动系统出厂时弱磁功能是激活的。它注入削弱磁场的电流,实现了在电压极限特性曲线右侧区域的运行。磁场减弱时,电压极限特性曲线的走向由绕组规格(电枢电路)和变频器输出电压的大小来确定。随着转速提高,电机绕组中的感应电压也随之升高。对于电流注入,可使用变频器直流母线电压与电机感应电压之间的差值。这会限制可注入的电流强度,因此高转速时,转矩会快速减小。


变频器输出电压

当变频器输出电压有所不同时,必须相应地平移电压极限特性曲线。



无磁场减弱的电压极限特性曲线的偏移举例

02

连续运行特性曲线S1,周期性断续运行特性曲线S325%/40%/60%和M最大

在持续运行中,允许的温度范围限制由S1(100K)特性曲线表明。它相当于热等级155(F)的利用率。

如果需要较低的热等级,例如:出于安全考虑,外壳温度必须低于90°C时或者电机发热不利于机床时可以选择S1(60K)特性曲线此时,电机保持热等级130(B)。

在周期性断续运行中,电机由于受接通持续时间的影响,可以承受更大的负载,此时,S3特性曲线生效。

通过相应的接通持续时间加以标识(25%,40%和60%)。循环时间一般为10分钟。超温为100K。

不同的是,电机型号较小时,循环时间规定为一分钟并在特性曲线上标注。

在整个转速调整范围中给出一个短时间高超负荷能力,最大为特性曲线M最大。

03

转速极限n最大机械和n最大电气

转速范围由如下因素定义:

机械极限转速n最大机械(转子离心力,轴承寿命)

电感极限转速n最大电气(变频器的耐压强度或最大频率)来限制。

因此,允许的最大转速n最大是n最大机械和n最大电气两者之间的较小值。

不应超过允许的最大转速(机械)n最大机械。

一个测量转速为6000转/分钟的电机的电压极限特性曲线远远位于相同电机类型的具有2000转/分钟的电机的电压特性曲线上方。但是,原则上,该电机在相同转矩下需要一个更高的电流。由此,选择额定转速时,必须使得该额定转速不会超过要求所需的最大转速过远。电机模块的尺寸(输出电流)在该方式下最小化。

04

电机特性曲线获取

西门子电机对应的特性曲线可以通过如下三种方式获取:

通过SIZER软件:

DTConfigurator:

电机的配置手册

1FK7:

1FT7:

欢迎访问西门子工业支持中心平台「链接」获取更多的信息。

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