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安川DD電機的構造和特長

      安川DD電機擁有不同構造的強大產品陣列,具有精度高、節能效率高、設計簡單、小型化等傳統電機無法相比的優越性,可為客戶提供最優化合適的解決方案。特別是其裝備高分辨率24bit編碼器(1,677萬脈沖/rev),實現業界最高等級的定位精度。
  此次,我們著重為大家詳細介紹安川DD馬達中的最適合大負載、高速、高精度需求的SGM7D系列。
 直驅轉臺
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  SGM7D系列馬達應用案例
  由于7D系列高慣性、高精度的特點,特別適用于例如劃線機、液晶填裝機、光定向膜噴濺裝置等大負載、高速、高精度需求的設備上。
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  與伺服單元配套使用
  安川7D系列電機可配套Σ-7 FT82/83伺服單元驅動,通過模擬/脈沖或MII、MIII通訊方式更能充分發揮出其卓越性能和豐富功能。
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  除了7D系列,安川直驅電機還有7E和7F系列,這兩個系列可與安川的標準Σ-7驅動配套使用。
  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、標簽粘貼、IC和LED檢測等裝置上有著優異的表現,并且7F 具有同規格系列中尺寸小的優勢。
  應用案例:在綁定機等機型中客戶對于慣量、精度及速度的要求比較高,同時機械的內徑尺寸要求又較小,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。
 
推薦閱讀:安川新款 Σ-7F 集成驅動電機
在日本東京舉辦的機械要素展上,安川電機展示了其新款  Σ-7F 集成驅動伺服電機。
作為 Σ-7 系列伺服系統的擴充升級,  Σ-7F 是安川在今年 5 月 26 日 正式發布的,因而本次東京要素展應該算是這款新產品亮相的首個大型行業展會。
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此次展出的樣品為一款 400w 的 Σ-7F (集成驅動器)伺服電機,外形上看并不復雜。
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從上圖可以很明顯的看出,其實際上就是一臺(左側) 400w 伺服電機和(右側)驅動器單元拼裝集成在一起的組合體。其集成的驅動放大單元,是被置于電機尾部末端的。
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法蘭側電機安裝尺寸,如:法蘭盤框架大小、安裝孔徑、輸出軸長度和直徑...等等,與現有 Σ7 系列同功率 SGM7J 電機完全一致。
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電機尾部集成的驅動器側面,是 Σ-7F 的電氣連接端口。有沒有注意到,安川在此款電機上采用了高防護等級的金屬連接器,這在傳統的日系伺服產品中并不多見,目測這和其內部集成了驅動放大單元有很大關系。
右側一個較大的 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%)。
??與一些歐系集成驅動電機產品不同,此處的電源輸入端口的插頭是不可旋轉的。
左側兩個帶塑料?;じ塹?5 針 M12 插座,為安川 MECHATROLINK III (運動)控制總線端口,可以通過鏈式網絡拓撲布局,連接 MP3300 設備控制器。
產品尾部端蓋上,除了印有 YASKAWA 的標志,左側還有一排(共計 5 個) LED 狀態指示燈,從標示的名稱看,它們的含義分別是:
母線電容充電狀態
伺服運行使能/故障狀態
通訊連接狀態
動力電源狀態...
此外左下角還有一個 USB 端口,據介紹這將用于在運控設備現場對電機參數的設置和調教,例如:軸的運動姿態、控制環整定...等等。
目前發布的 Σ-7F 電機輸出功率僅為 100w~400w,據展會現場安川日本方面代表介紹,他們有計劃在今年年底之前發布 850w 輸出的型號。不過,盡管如此,與能夠達到幾千瓦輸出的同類型歐美系產品相比較,還是小了不少。個人猜測,這和  Σ-7F 目前所定位的行業應用(電子、半導體、包裝設備...)有一定的關系。
和市面上所有集成驅動電機產品一樣,在將 Σ-7F 集成到設備系統時,也必須使用與之配套的直流(母線)電源。已經發布的 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,如果在國內或出口歐洲的設備上使用  Σ-7F ,仍然需要配備變壓器。
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由于運控總線端口是 MECHATROLINK III,所以,新款 Σ-7F 集成驅動電機應該是可以和現有具備 MECHATROLINK III 總線端口的 Σ-7 系列驅動器一樣,使用同款 MP3300 控制器的。
老實說,這樣的集成驅動電機產品和系統架構并算不上是什么新技術,不少歐美系運控自動化廠家早在幾年前就已經有發布過類似的產品,比如:力士樂的 IndraDrive MI、西家的 S120M、小貝家的 AcoposMotor、丹佛斯的 ISD...。
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盡管這些產品問世多年以來始終未能在行業中得到廣泛的應用普及,但這主要是因為受到來自技術(輸出容量、溫升散熱、振動)和成本等方面因素的影響和限制,其本身所對工業運控設備的實用價值還是非常明顯的,例如:
節省電氣設備空間
減少線纜敷設
提升設備 EMC 電磁兼容性能
優化設備生產運營維護效率
...
因此,如果能夠看到此項技術對工業運控行業發展的這些積極意義,就很容易理解了為什么 Σ-7 會有這樣的產品更新動作了。并且,可以非??隙ǖ難信?,未來還會有更多的運控品牌加入到集成驅動電機的陣營中來。
那么,與之前已經面市的這些歐美系集成驅動電機產品(系統)相比較,此次安川發布的 Σ-7F 有哪些差別呢?
從官方發布的消息看,主要就是其特殊的功率半導體元件: 
GaN(氮化鎵)
并且號稱  Σ-7F 是首款將氮化鎵作為功率半導體元件的集成驅動電機產品。
將氮化鎵材料用于伺服驅動的功率單元,安川在其官網上是這樣說明的:
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)半導體相比,使用 GaN 材料的功率半導體能夠在高溫下工作,具有較高的介電擊穿電場強度,與使用 SiC(碳化硅)材料的功率半導體相比,提供了更高的飽和電子遷移率和電子遷移率。 由于這些優點,包括高速開關能力,它將有助于提升功率半導體元件的應用預期。
我個人對這段文字是這樣理解的:
為了應對伺服電機連續工作時的溫升對集成驅動單元的影響, 在 Σ-7F 集成的驅動單元內部,采用了某種(新型)功率半導體材料 GaN(氮化鎵),以確保其在達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據資料,基本上很難看出這款新產品的外部輸出性能究竟如何,例如:頻響帶寬、調速和定位性能...等等,目測仍需待產品批量裝機實測后才能對其進行驗證和評判。
總結下 Σ-7F 的一些特性要點:
-輸出特性:
功率:100~400w(有計劃擴容到 850w)
轉速:3000/6000 RPM
-輸入特性:
輸入電壓:三相 AC 200~240V(-15% ~+10%)
電源??楣β剩?.5kW/3.0kW
-控制系統:
控制總線端口:雙 MECHATROLINK III
適配控制器:MP3300
 
文章來源:控制與傳動
點擊次數:  更新時間:2018-12-27