在高精度的工业设备中,伺服电机技术的发展,从高扭矩密度乃至于高功率密度,达到了3000 rpm以上。这就意味着,由于转速的提升,使得伺服马达的功率密度大幅提升。也意味着伺服马达是否需要搭配减速机,其决定因素主要是从应用的需求上及成本的考虑来审视。然而,究竟在哪些应用场景中需要用到伺服行星行星减速机?
1、高负荷和高精度:在对载荷进行精确定位的情况下,这是必需的。一般的自动化设备有激光、煤矿运输、医疗、军工、晶圆、机器人等。它们的共同点是,要把负荷转移到比伺服电机自身更大的转矩。通过减速电机来提高电机的转矩,可以有效地解决这一问题。
2、提升转矩:提升转矩的方法,可以是直接增加伺服电机的转矩,但这需要消耗大量的能量,而且电机的结构也要更加坚固,扭矩越大,控制电流越大,控制系统的成本也就越高。
3、提高使用效率:理论上,提高伺服电动机的动力也是提高输出转矩的一种途径,通过将伺服电动机的转速提高一倍,可以将伺服系统的功率密度提高一倍,并且无需增加诸如驱动器之类的控制系统元件的规格,即无需增加附加费用。而这就要求通过配合行星减速装置来提高力矩。因此,大功率伺服电机的发展,就是要配合减速电机的使用,而不是把它排除在外。
4、提高使用效率:众所周知,由于负荷习惯的不合理,导致了伺服系统的不稳定。在大载荷惯性下,采用减速比的平方反比配置最优等效惯量,从而得到最优的控制响应。因此,从这一点来说,行星减速机是最适合于伺服应用机器的控制反应的装置。
5、延长设备的使用寿命:减速器也能很好地解决电机在低速时的性能衰减问题。因为伺服电机的控制性能会因速度下降而出现一定的衰减,特别是在低转速时信号采集和电流控制的稳定性方面。所以,使用减速功能可以实现电机的高速旋转。
6、降低设备费用:从成本角度来看,0.4 KW交流电机和驱动电机的组合需要1台设备,5 KW交流电机和驱动电机的成本为15个单位,而0.4 KW的交流电机和驱动电机则需要15个单位的费用,而如果使用0.4 KW的马达和驱动器,再加上一台减速器,则可以节省至少15个单位的运行费用。
所以用户根据自己的加工要求,选择合适的减速齿轮产品。一般情况下,对机台运行要求较低,扭矩较大,功率密度较高的场合,多数选用行星齿轮减速机。