菲仕伺服电机原理

菲仕伺服电机原理

一、产品简介

菲仕伺服电机与国内外同类产品相比具有很高的力矩/体积和功率比，低速时具有最好的稳定性，从面克服机械传动装置的诸多限制，使众多的应用场合采用直接驱动技术，满足高端机械设备对精度、速度和效率的要求，满足了用户对节能和环保的苛刻要求。菲仕系列产品，设计额定力矩从1N.M到10000N.M，额定功率从100W到5MW，将势必成为中国功率规格系列最全的高性能伺服系统产品，并可以直接和全面地取代进口伺服系统产品。

二、电机产品系列化定型研制工艺流程

三、工作原理

交流伺服电动机在没有控制电压时，伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电在定子内绕组形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。

四、设计参数的选取及设备结构

伺服电机主要由定子铁芯及绕组、永磁体转子模块、高精度轴承及轴承支架、电气插头及接线盒等附件组成，如下图所示：

1、定子铁芯

1）、矽钢冲片采用高速冲床进行，冲片和叠片在冲压过程中一次完成，大大的提高了生产效率。高速冲片代替以往的粉末冶金制造铁芯使铁芯的电磁特性不再受粉末成分和烧结条件的影响，使铁芯的电磁特性得以稳定。在组装和总装过程中也不会因操作不慎而使铁芯缺角少肉而影响质量，使操作过程得以简化；

2）、我们对比了高速冲片与低速冲片对电机的性能的影响，数据表明高速冲片制作的铁芯，电机的漏磁及涡流损耗大大减少，电机整体发热量大大降低，故选用了从英国进口过来的高速冲床及长寿命模具，来保证矽钢冲片的稳定性及低损耗性。

3）、我们对比了0。5MM高速冲片与0。3MM高速冲片对电机的性能的影响，数据表明0。3MM高速冲片制作的电机的漏磁及涡流损耗更进一步减少，电机整体发热量也进一步降低，故选用了0。3MM矽钢片的模具。

2、定子绕组

电机所采用的力矩绕组设计是一种具有特殊Ke和Kt常数的绕组，可适用于无齿轮传动的低速场合和直接驱动。取消减速机构可以增强力矩和刚性以及获得低速下的良好的运动平稳性。而且绕组采用符合DIN530标准的H级，保证了电机能在很高的温度情况下正常运行；特殊的高频绕组设计，适合于长配线时的高频PWM波形。

3、永磁体转子组件

1）具有设计专利技术的转子模块扣套设计保证了磁钢的机械固定，而

无需胶粘，大大的提高了生产效率，保护了生产工人的身体键康，消除

了胶水对环境的污染，保证了电机在极高转速情况下，磁钢不被甩出。

2）磁钢采用高密度、高耐温的钕铁硼稀土材料，保证了电机的小尺寸、大扭矩、耐高温，对比了采用铁氧体、三钴等材料的磁钢，数据表

明采用钕铁硼材料的磁钢热稳定性、耐高温性、耐腐蚀性都比其他材料

优越很多。

3）具有专利设计技术的转子模块杯形中空设计，大大减小了电机转子的惯量，提高了伺服电机的响应速度，尤其适合于注塑机、军工火

炮系统等对于响应频率要求很高的场合

4）电机的前后轴承采用了原装进口高精度、低磨擦性的SKF轴承，保证了电机无机械故障运转时间可长达10年而无需维护，同时对比了NSK等

轴承，无论从耐磨性、轴承间隙小，SKF轴承更优越一些。

5）菲仕风冷伺服电机系列产品全系标配德国原装进口EBM风扇，该风扇具有运行稳定，风量大，寿命长，质量好等优点，保证了伺服电机整体

运行稳定可靠。

4、电机装配

转子组件装入定子组件中时，采用O型圈密封，保证了电机的防护等级高达IP67，且装配简单便捷，转子的同心度很容易能保证，同时也对比过采用胶水来密封，发现装配复杂，转轴同心度很难保证，可拆卸性差。

5、电气插头及接线盒

采用了德国的ITT航空插头，用于电机的动力及信号引出线的联接，联结方式为压接而非普通的锡焊焊接，保证了电机引出线的可靠性、压接点耐高温性、简便性，对比过锡焊焊接的插头，耐高温性差，接头处在高温下会氧化，导致电机烧毁。

五、试验

1、双浮动电机综合试验

利用双浮动电机综合试验台，可以同时对旋转方向、零速嵌位、正反转速差、转速变化的时间响应、调速比测试、静摩擦转矩、额定状态、堵转状态及过载、过流、过热保护共9个项目进行自动测试，这个测试台能准确的测试电机的各项

性能。

试验结果表明：通过系列定型电机测试，符合设计的要求。

2、综合性能测试

利用先进的仪器及设备完成定型电机的高、低温、振动、冲击、恒定湿热、寿命、电磁干扰、盐雾、长霉等全面性能测试，均远远超过国内标准。

六、寿命

菲仕电机各项制造工艺达到国际一流水平，各种配件均采用国际一流品牌，并且具有完备的温度保护功能，使电机寿命可长达十年以上。