西門子主軸電機
1PH7 風(fēng)冷交流主軸電機是一種轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，無須維護的四極鼠籠式異步電動機。專門設(shè)計用于與SIMODRIVE 611 驅(qū)動系統(tǒng)相連接。
提供通風(fēng)的風(fēng)機沿軸向安裝在電機的尾部。氣流的正常流向是從驅(qū)動端到非驅(qū)動端，以便讓機床中的熱量更好的排走。
電機配置了一個內(nèi)置的編碼器，用來測量電機的轉(zhuǎn)速和間接的位置。

  ：余鑫（工程師）                        
 
       ：:：同步
                                               
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西門子主軸電機

產(chǎn)品名稱： 

產(chǎn)品型號：1PH7

1PH7 交流主軸電機能夠提供：
■ 較短的電機長度
■ 內(nèi)裝端子盒將噪音曲線降低
■ 速度高達9000 轉(zhuǎn)/ 分(可選用12,000 轉(zhuǎn)/ 分)
■ 全域恒扭矩輸出，包括靜止時
■ 很高的過載能力
■ 對SIMODRIVE 611的各種功率水平進行優(yōu)配置
1PH7 風(fēng)冷交流主軸電機是一種轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，無須維護的四極鼠籠式異步電動機。專門設(shè)計用于與SIMODRIVE 611 驅(qū)動系統(tǒng)相連接。
提供通風(fēng)的風(fēng)機沿軸向安裝在電機的尾部。氣流的正常流向是從驅(qū)動端到非驅(qū)動端，以便讓機床中的熱量更好的排走。
電機配置了一個內(nèi)置的編碼器，用來測量電機的轉(zhuǎn)速和間接的位置。

1PH7交流電機是緊湊、強制風(fēng)冷型鼠籠異步電機，保護等級為IP55。電機是通過一個獨立安裝的風(fēng)扇單元散熱。電機訂貨時可以選擇吹風(fēng)從電機驅(qū)動端(DE)到電機非驅(qū)動端(NDE)或者相反。這些電機為連接變頻器采用了特殊的設(shè)計。根據(jù)控制要求，可以選擇合適的編碼器。這些編碼器用于檢測電機的速度和位置。

優(yōu)點

電機尺寸小，功率密度高

保護等級高

調(diào)速范圍寬

轉(zhuǎn)矩不受速度影響

基本免維護

用于高懸臂力負(fù)載

即使在低速度，也能達到高旋轉(zhuǎn)精度

集成編碼器系統(tǒng)來檢測電機速度

端子盒連接功率電纜

KTY84監(jiān)測電機溫度

多種冷卻方式常用的外部冷卻方式也可以通過管子連接

可選帶有多潤滑部件的軸承和絕緣軸承(NDE)

應(yīng)用范圍

安裝于干燥區(qū)域(無腐蝕性氣體)。

起重機系統(tǒng)起重機啟動、停止傳動裝置港口的提升和傳輸裝置

印刷行業(yè)印刷機械的單軸或多軸的主驅(qū)動

橡膠、塑料、金屬絲和玻璃制造業(yè)

擠壓機、壓光機和橡膠擠壓機驅(qū)動

西門子伺服系統(tǒng)可實現(xiàn)優(yōu)秀的動態(tài)定位和精確的運動控制序列，而豐富的西門子伺服電機產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊，可實現(xiàn)的動態(tài)特性和運行效率。在某些傳動范圍內(nèi)，須要對被控東西完成高精度的位置控制，而實現(xiàn)正確的位置操縱的一個基本條件是需要有高精度的伺服電機。西門子伺服電機將是您的*。

一、西門子伺服電機分類：交流伺服和直流伺服兩大類

交流伺服電機的基本構(gòu)造與交流感應(yīng)電動機(異步電機)相似。在定子上有兩個相空間位移90°電角度的勵磁繞組Wf和控制繞組WcoWf，接恒定交流電壓，利用施加到Wc上的交流電壓或相位的變化，達到控制電機運行的目的。交流伺服電機具有運行穩(wěn)定、可控性好、響應(yīng)快速、靈敏度高以及機械特性和調(diào)節(jié)特性的非線性度指標(biāo)嚴(yán)格(要求分別小于10%～15%和小于15%～25%)等特點。

直流伺服電機基本構(gòu)造與一般直流電動機相似。電機轉(zhuǎn)速n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j，式中E為電樞反電動勢，K為常數(shù)，j為每極磁通，Ua、Ia為電樞電壓和電樞電流，Ra為電樞電阻，改變Ua或改變φ，均可控制直流伺服電動機的轉(zhuǎn)速，但一般采用控制電樞電壓的方法，在永磁式直流伺服電動機中，勵磁繞組被磁鐵所取代，磁通φ恒定。直流伺服電動機具有良好的線性調(diào)節(jié)特性及快速的時間響應(yīng)。

西門子直流伺服電機和西門子交流伺服電機的優(yōu)缺點

1、直流伺服電機的優(yōu)點和缺點

優(yōu)點：速度控制精確，轉(zhuǎn)矩速度特性很硬，控制原理簡單，使用方便，價格便宜。

缺點：電刷換向，速度限制，附加阻力，產(chǎn)生磨損微粒(無塵易爆環(huán)境不宜)

2、交流伺服電機的優(yōu)點和缺點

優(yōu)點：速度控制特性良好，在整個速度區(qū)內(nèi)可實現(xiàn)平滑控制，幾乎無振蕩，90%以上的高效率，發(fā)熱少，高速控制，高精確度位置控制(取決于編碼器精度)，額定運行區(qū)域內(nèi)，可實現(xiàn)恒力矩，慣量低，低噪音，無電刷磨損，免維護(適用于無塵、易爆環(huán)境)

缺點：控制較復(fù)雜，驅(qū)動器參數(shù)需要現(xiàn)場調(diào)整PID參數(shù)確定，需要更多的連線

交流伺服電機

(1)籠型兩相交流伺服電機(細(xì)長籠型轉(zhuǎn)子、機械特性近似線性、體積和勵磁電流小、小功率伺服、低速運轉(zhuǎn)不夠平滑)

(2)非磁性杯型轉(zhuǎn)子兩相交流伺服電機(空心杯轉(zhuǎn)子、機械特性近似線性、體積和勵磁電流較大、小功率伺服、低速運轉(zhuǎn)平滑)

(3)鐵磁杯型轉(zhuǎn)子兩相交流伺服電機(鐵磁材料杯型轉(zhuǎn)子、機械特性近似線性、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量大、齒槽效應(yīng)小、運行平穩(wěn))

(4)同步型永磁交流伺服電機(由永磁同步電機、測速機及位置檢測元件同軸一體機組，定子為3相或2相，磁性材料轉(zhuǎn)子，必須配驅(qū)動器;調(diào)速范圍寬、機械特性由恒轉(zhuǎn)矩區(qū)和恒功率區(qū)組成，可連續(xù)堵轉(zhuǎn)，快速相應(yīng)性能好，輸出功率大，轉(zhuǎn)矩波動小;有方波驅(qū)動和正弦波驅(qū)動兩種方式，控制性能好，為機電一體化產(chǎn)品)

(5)異步型三相交流伺服電機(轉(zhuǎn)子與籠型異步電機相似，必須配驅(qū)動器，采用矢量控制，擴大了恒功率調(diào)速范圍，多用于機床主軸調(diào)速系統(tǒng))

2、直流伺服電機

(1)印制繞組直流伺服電機(盤形轉(zhuǎn)子、盤形定子軸向粘接柱狀磁鋼，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量小，無齒槽效應(yīng)，無飽和效應(yīng)，輸出轉(zhuǎn)矩大)

(2)線繞盤式直流伺服電機(盤形轉(zhuǎn)子、定子軸向粘接柱狀磁鋼，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量小，控制性能優(yōu)于其他直流伺服電機，效率高，輸出轉(zhuǎn)矩大)

(3)杯型電樞永磁直流電機(空心杯轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量小，適用于增量運動伺服系統(tǒng))

(4)無刷直流伺服電機(定子為多相繞組，轉(zhuǎn)子為永磁式，帶轉(zhuǎn)子位置傳感器，無火花干擾，壽命長，噪聲低)

3、力矩電機

(1)直流力矩電機(扁平結(jié)構(gòu)，極數(shù)槽數(shù)換向片數(shù)串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)多;輸出轉(zhuǎn)矩大，低速或堵轉(zhuǎn)下可連續(xù)工作，機械和調(diào)節(jié)特性好，機電時間常數(shù)小)

(2)無刷直流力矩電機(與無刷直流伺服電機結(jié)構(gòu)相似，但為扁平狀，極數(shù)槽數(shù)串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)多;輸出轉(zhuǎn)矩大，機械和調(diào)節(jié)特性好，壽命長，無火花，噪聲低)

(3)籠型交流力矩電機(籠型轉(zhuǎn)子，扁平結(jié)構(gòu)，極數(shù)槽數(shù)多，啟動轉(zhuǎn)矩大，機電時間常數(shù)小，可*堵轉(zhuǎn)運行，機械特性較軟)

(4)實心轉(zhuǎn)子交流力矩電機(鐵磁材料實心轉(zhuǎn)子，扁平結(jié)構(gòu)，極數(shù)槽數(shù)多，可*堵轉(zhuǎn)，運行平滑，機械特性較軟)

4、步進電機

(1)反應(yīng)式步進電機(定轉(zhuǎn)子均由硅鋼片疊成，轉(zhuǎn)子鐵心上無繞組，定子上有控制繞組;步距角小，啟動與運行頻率較高，步距角精度較低，無自鎖力矩)

(2)永磁步進電機(永磁式轉(zhuǎn)子，徑向磁化極性;步距角大，啟動與運行頻率低，有保持轉(zhuǎn)矩，消耗功率比反應(yīng)式小，但須供正、負(fù)脈沖電流)

(3)混合式步進電機(永磁式轉(zhuǎn)子，軸向磁化極性;步距角精度高，有保持轉(zhuǎn)矩，輸入電流小，兼有反應(yīng)式和永磁式兩者的優(yōu)點)

5、開關(guān)磁阻電機(定轉(zhuǎn)子均由硅鋼片疊成，都為凸極式，與極數(shù)相接近的大步距反應(yīng)式步進電機結(jié)構(gòu)相似，帶有轉(zhuǎn)子位置傳感器，轉(zhuǎn)矩方向與電流方向無關(guān)，調(diào)速范圍小，噪聲大，機械特性由恒轉(zhuǎn)矩區(qū)、恒功率區(qū)、串勵特性區(qū)三部分組成)

四、西門子電機維護面臨的問題

生產(chǎn)過程中，電機是十分關(guān)鍵的設(shè)備，它的損壞，往往意味著機械設(shè)備的停止和生產(chǎn)過程的停頓。為了防止電機發(fā)生機械損壞，并盡早發(fā)現(xiàn)故障點，需要對電機的運行狀態(tài)進行持續(xù)監(jiān)視。

1、西門子電機振動需要專業(yè)測量

電機振動需要使用的測量儀器，比如壓電式振動傳感器和加速度傳感器，這些傳感器需要專門用的接口模塊來進行信號處理。

另外，這些傳感器的安裝位置需要與實際機械結(jié)構(gòu)相配合，才能達到測量效果。錯誤的安裝位置，會影響測量的準(zhǔn)確性和實時性;合適的安裝位置，才能準(zhǔn)確及時地反映設(shè)備的運行狀態(tài)，這需要有豐富工程經(jīng)驗的工程師才能完成。

2、西門子電機振動數(shù)據(jù)需要專業(yè)分析

由振動傳感器得到的數(shù)據(jù)并不能直接反映故障原因及位置，基于原始數(shù)據(jù)而進行的系統(tǒng)維護顯得盲目而低效。

這些原始振動數(shù)據(jù)需要交由振動分析專家，使用專業(yè)的軟件工具，對振動的時域特性和頻域特性進行分析，找到潛在的故障源并提供確鑿可信的解決方案，終指導(dǎo)維護人員更有針對性地開展維護工作，有效降低電機出現(xiàn)機械故障的概率。

下圖為：電機狀態(tài)監(jiān)視與分析服務(wù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3、電機狀態(tài)監(jiān)視與分析服務(wù)解決方案

通過機旁固定安裝的電機狀態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)視箱，電機的工作狀態(tài)將會得到*監(jiān)視，比如軸承振動、繞組溫度、轉(zhuǎn)子速度等信號，都可以在本地進行*實時監(jiān)視。一旦異常，系統(tǒng)將自動通過指示燈、短信、郵件等方式提醒現(xiàn)場維護人員。

另外，電機狀態(tài)數(shù)據(jù)會通過4G網(wǎng)絡(luò)保持與西門子服務(wù)器的同步，西門子振動分析專家可以遠(yuǎn)程對電機狀態(tài)數(shù)據(jù)進行分析，并向客戶提供專業(yè)的分析報告和指導(dǎo)建議。

五、西門子電機的產(chǎn)品亮點及客戶受益

維護更加方便： 減少計劃停機時間，維護工作量減小; 維護更有針對性，基于狀態(tài)的維護習(xí)慣; 更長的維護間隔，更低的維護成本;

設(shè)備壽命延長：早期即發(fā)現(xiàn)問題，避免致命故障的發(fā)生; 更加科學(xué)的保養(yǎng)，更長的設(shè)備使用壽命;

備件更加明確：基于歷史數(shù)據(jù)，統(tǒng)計分析故障規(guī)律;更加有效的備件，提高備件利用率;節(jié)省備件成本，提升企業(yè)利潤。