安川DD電機(jī)擁有不同構(gòu)造的強(qiáng)大產(chǎn)品陣列,具有精度高、節(jié)能效率高、設(shè)計簡單、小型化等傳統(tǒng)電機(jī)無法相比的優(yōu)越性,可為客戶提供最優(yōu)化合適的解決方案。特別是其裝備高分辨率24bit編碼器(1,677萬脈沖/rev),實(shí)現(xiàn)業(yè)界最高等級的定位精度。
此次,我們著重為大家詳細(xì)介紹安川DD馬達(dá)中的最適合大負(fù)載、高速、高精度需求的SGM7D系列。
SGM7D系列馬達(dá)應(yīng)用案例
由于7D系列高慣性、高精度的特點(diǎn),特別適用于例如劃線機(jī)、液晶填裝機(jī)、光定向膜噴濺裝置等大負(fù)載、高速、高精度需求的設(shè)備上。
與伺服單元配套使用
安川7D系列電機(jī)可配套Σ-7 FT82/83伺服單元驅(qū)動,通過模擬/脈沖或MII、MIII通訊方式更能充分發(fā)揮出其卓越性能和豐富功能。
除了7D系列,安川直驅(qū)電機(jī)還有7E和7F系列,這兩個系列可與安川的標(biāo)準(zhǔn)Σ-7驅(qū)動配套使用。
其中7F系列由于慣量小、高分辨、高精度、高速的特性在切割、張貼、濺鍍、CVD、標(biāo)簽粘貼、IC和LED檢測等裝置上有著優(yōu)異的表現(xiàn),并且7F 具有同規(guī)格系列中尺寸小的優(yōu)勢。
應(yīng)用案例:在綁定機(jī)等機(jī)型中客戶對于慣量、精度及速度的要求比較高,同時機(jī)械的內(nèi)徑尺寸要求又較小,我們推薦了SGM7F-02A7A41的型號,滿足了客戶對于性能及尺寸的不同要求。
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在日本東京舉辦的機(jī)械要素展上,安川電機(jī)展示了其新款 Σ-7F 集成驅(qū)動伺服電機(jī)。
作為 Σ-7 系列伺服系統(tǒng)的擴(kuò)充升級, Σ-7F 是安川在今年 5 月 26 日 正式發(fā)布的,因而本次東京要素展應(yīng)該算是這款新產(chǎn)品亮相的首個大型行業(yè)展會。
此次展出的樣品為一款 400w 的 Σ-7F (集成驅(qū)動器)伺服電機(jī),外形上看并不復(fù)雜。
從上圖可以很明顯的看出,其實(shí)際上就是一臺(左側(cè)) 400w 伺服電機(jī)和(右側(cè))驅(qū)動器單元拼裝集成在一起的組合體。其集成的驅(qū)動放大單元,是被置于電機(jī)尾部末端的。
法蘭側(cè)電機(jī)安裝尺寸,如:法蘭盤框架大小、安裝孔徑、輸出軸長度和直徑...等等,與現(xiàn)有 Σ7 系列同功率 SGM7J 電機(jī)完全一致。
電機(jī)尾部集成的驅(qū)動器側(cè)面,是 Σ-7F 的電氣連接端口。有沒有注意到,安川在此款電機(jī)上采用了高防護(hù)等級的金屬連接器,這在傳統(tǒng)的日系伺服產(chǎn)品中并不多見,目測這和其內(nèi)部集成了驅(qū)動放大單元有很大關(guān)系。
右側(cè)一個較大的 M17 金屬連接器,為直流動力電源輸入端口。官方發(fā)布的資料顯示,其電壓等級為 DC 270~324V (-15% ~+10%)。
??與一些歐系集成驅(qū)動電機(jī)產(chǎn)品不同,此處的電源輸入端口的插頭是不可旋轉(zhuǎn)的。
左側(cè)兩個帶塑料保護(hù)蓋的 5 針 M12 插座,為安川 MECHATROLINK III (運(yùn)動)控制總線端口,可以通過鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳季?,連接 MP3300 設(shè)備控制器。
產(chǎn)品尾部端蓋上,除了印有 YASKAWA 的標(biāo)志,左側(cè)還有一排(共計 5 個) LED 狀態(tài)指示燈,從標(biāo)示的名稱看,它們的含義分別是:
母線電容充電狀態(tài)
伺服運(yùn)行使能/故障狀態(tài)
通訊連接狀態(tài)
動力電源狀態(tài)...
此外左下角還有一個 USB 端口,據(jù)介紹這將用于在運(yùn)控設(shè)備現(xiàn)場對電機(jī)參數(shù)的設(shè)置和調(diào)教,例如:軸的運(yùn)動姿態(tài)、控制環(huán)整定...等等。
目前發(fā)布的 Σ-7F 電機(jī)輸出功率僅為 100w~400w,據(jù)展會現(xiàn)場安川日本方面代表介紹,他們有計劃在今年年底之前發(fā)布 850w 輸出的型號。不過,盡管如此,與能夠達(dá)到幾千瓦輸出的同類型歐美系產(chǎn)品相比較,還是小了不少。個人猜測,這和 Σ-7F 目前所定位的行業(yè)應(yīng)用(電子、半導(dǎo)體、包裝設(shè)備...)有一定的關(guān)系。
和市面上所有集成驅(qū)動電機(jī)產(chǎn)品一樣,在將 Σ-7F 集成到設(shè)備系統(tǒng)時,也必須使用與之配套的直流(母線)電源。已經(jīng)發(fā)布的 CACP 電源分為 1.5 kW 和 3.0 kW 兩個功率級別,輸出電壓: DC 270~324V (-15% ~+10%),輸入電壓:三相 AC 200~240V(-15% ~+10%)。這就是說,目前的 Σ-7F 的輸入電壓只有三相交流 220V 級別,如果在國內(nèi)或出口歐洲的設(shè)備上使用 Σ-7F ,仍然需要配備變壓器。
由于運(yùn)控總線端口是 MECHATROLINK III,所以,新款 Σ-7F 集成驅(qū)動電機(jī)應(yīng)該是可以和現(xiàn)有具備 MECHATROLINK III 總線端口的 Σ-7 系列驅(qū)動器一樣,使用同款 MP3300 控制器的。
老實(shí)說,這樣的集成驅(qū)動電機(jī)產(chǎn)品和系統(tǒng)架構(gòu)并算不上是什么新技術(shù),不少歐美系運(yùn)控自動化廠家早在幾年前就已經(jīng)有發(fā)布過類似的產(chǎn)品,比如:力士樂的 IndraDrive MI、西家的 S120M、小貝家的 AcoposMotor、丹佛斯的 ISD...。
盡管這些產(chǎn)品問世多年以來始終未能在行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用普及,但這主要是因為受到來自技術(shù)(輸出容量、溫升散熱、振動)和成本等方面因素的影響和限制,其本身所對工業(yè)運(yùn)控設(shè)備的實(shí)用價值還是非常明顯的,例如:
節(jié)省電氣設(shè)備空間
減少線纜敷設(shè)
提升設(shè)備 EMC 電磁兼容性能
優(yōu)化設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)營維護(hù)效率
...
因此,如果能夠看到此項技術(shù)對工業(yè)運(yùn)控行業(yè)發(fā)展的這些積極意義,就很容易理解了為什么 Σ-7 會有這樣的產(chǎn)品更新動作了。并且,可以非??隙ǖ难信?,未來還會有更多的運(yùn)控品牌加入到集成驅(qū)動電機(jī)的陣營中來。
那么,與之前已經(jīng)面市的這些歐美系集成驅(qū)動電機(jī)產(chǎn)品(系統(tǒng))相比較,此次安川發(fā)布的 Σ-7F 有哪些差別呢?
從官方發(fā)布的消息看,主要就是其特殊的功率半導(dǎo)體元件:
GaN(氮化鎵)
并且號稱 Σ-7F 是首款將氮化鎵作為功率半導(dǎo)體元件的集成驅(qū)動電機(jī)產(chǎn)品。
將氮化鎵材料用于伺服驅(qū)動的功率單元,安川在其官網(wǎng)上是這樣說明的:
GaN (gallium nitride) is a compound of Ga (gallium) and N (nitrogen).
Compared to Si (silicon) semiconductors, power semiconductors which use GaN materials enable work in high temperatures, have a strong rate of dielectric breakdown electric field strength, offer a higher rate of saturated electron mobility and electron mobility compared to power semiconductors that use SiC materials. Due to these advantages, including high-speed switching capacities, it has high expectations for applications for power semiconductors.
GaN(氮化鎵)是 Ga(鎵)和 N(氮)的化合物。
與 Si(硅)半導(dǎo)體相比,使用 GaN 材料的功率半導(dǎo)體能夠在高溫下工作,具有較高的介電擊穿電場強(qiáng)度,與使用 SiC(碳化硅)材料的功率半導(dǎo)體相比,提供了更高的飽和電子遷移率和電子遷移率。 由于這些優(yōu)點(diǎn),包括高速開關(guān)能力,它將有助于提升功率半導(dǎo)體元件的應(yīng)用預(yù)期。
我個人對這段文字是這樣理解的:
為了應(yīng)對伺服電機(jī)連續(xù)工作時的溫升對集成驅(qū)動單元的影響, 在 Σ-7F 集成的驅(qū)動單元內(nèi)部,采用了某種(新型)功率半導(dǎo)體材料 GaN(氮化鎵),以確保其在達(dá)到較高的工作溫度時,依然能夠保持出色的功率輸出特性。
不過,以目前公布的有限數(shù)據(jù)資料,基本上很難看出這款新產(chǎn)品的外部輸出性能究竟如何,例如:頻響帶寬、調(diào)速和定位性能...等等,目測仍需待產(chǎn)品批量裝機(jī)實(shí)測后才能對其進(jìn)行驗證和評判。
總結(jié)下 Σ-7F 的一些特性要點(diǎn):
-輸出特性:
功率:100~400w(有計劃擴(kuò)容到 850w)
轉(zhuǎn)速:3000/6000 RPM
-輸入特性:
輸入電壓:三相 AC 200~240V(-15% ~+10%)
電源模塊功率:1.5kW/3.0kW
-控制系統(tǒng):
控制總線端口:雙 MECHATROLINK III
適配控制器:MP3300
文章來源:控制與傳動