一台电机的铭牌(nameplate)包含了很多信息和知识,除了电机的规格,还有很多电机运行的原理知识在里头呢!你真的看懂电机铭牌了吗?

现在我们以FANUC交流伺服电机为例来逐一解读。图1是铭牌示例,就是贴在电机表面的一张黄纸片,我们把它分为两部分:表格外和表格内。

FANUC电机铭牌参数含义图解

图1 伺服电机铭牌示例

表格外信息

1. MODEL(型号)

型号βiS12/3000含义如图2所示。FANUC伺服电机主要有α(i )系列和β(i )系列两种,型号中的两个数字分别表示了失速转矩和最高转速。

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图2 型号组成

2. MOTOR SPEC.(电机订货号)

电机订货号A06B-0078-B103,各数字代表什么意义呢?根据图3可知,78是指型号βiS12/3000,1代表直轴型,3代表电机内装编码器β128iA。

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图3 βiS系列伺服电机订货号组成

戳视频看FANUC伺服电机订货号说明。

▲ α系列伺服电机订货号说明

3. No.(电机序列号)

C076Y3435是这台电机的序列号,相当于条形码,是仅属于这台电机的唯一的代码。

4. MANUAL PART NUMBER(手册号)

可别小看了这个号!我电脑里有一堆FANUC说明书,要找βiS系列伺服电机的型号说明,我该找哪本书呢?手册号指引你,上述的信息说明就来自于B-65302(B就是book的意思)。所以这个手册号是非常重要的信息。

表格内知识

知识就藏在这张表格里,如图4所示,这台电机的参数全在这里了。

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图4 βiS12/3000电机参数

1. OUTPUT(连续功率输出)

这台电机的额定(rated)输出功率是1.8kW,是电动机长时间连续(continuous)运行所能输出的最大功率,用Pr表示(下标r表示额定的意思)。

电机把电能转换成了机械能输出,所以额定功率在机械的一侧是额定转矩(torque)与额定转速(speed)的乘积,在电的一侧是额定电压与额定电流的乘积。

2. VOLT(电压)

电机额定电压为138V,是电机定子绕组两端加的电压,用U表示。

3. AMP(交流电流)

电机额定电流为8A,是电机定子绕组中流过的电流,用I表示。

4. FREQ(频率)

额定频率为133Hz,是指伺服放大器输出的使伺服电机以额定转速转动的频率,用f1表示。这说明伺服电机是调频调速。

5. SPEED(转速)

额定转速为2000r/min,是电机在额定电压和频率下输出额定功率的速度,也称为铭牌速度,用nr表示。

根据以下公式,ns=nr=2000r/min,f1=133Hz,可知该伺服电机的定子极对数p为4。

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6. INSULATION(绝缘等级)

绝缘等级为F级。

7. PHASE(电流相数)

电流相数为3相,工业用的电机多为三相电机。

8. WINDING CONN.(绕组接法)

绕组接法为星(Y)型,如图5所示。

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图5 星型定子绕组连接

由此,我们依据下式,U=138V,I=8A,可计算出该电机的电功率P约为1.8kW。

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9. PERM. MAG. FIELD(永磁场)

伺服电机的转子采用永磁体励磁。这说明伺服电机本质上是一种同步电动机,电机转速n即是同步转速ns。

10. INVERTER(变频器

伺服电机的电源来自于变频器或伺服放大器,与这台电机匹配的伺服放大器的输入电压为200~240V。

这说明伺服电机是不能单独使用的,必须与厂家规定的伺服驱动器配套使用。

11. STALL TRQ.(失速转矩)

失速转矩为11Nm,是这台电机零速时的转矩(torque),也称为静态转矩、堵转转矩、自锁转矩,用Ts表示。此时电机作为电制动器将所带的负载保持在指定位置,称正常工作时的励磁制动。

失速转矩较额定转速下的转矩大,这也说明随着转速的提高,转矩呈下降趋势。只不过在额定转速以下,下降较小。

不过问题来了,图2中明明说βiS12/3000失速转矩是12Nm,这里为什么是11Nm呢?经我查明,精确的数据是11.7Nm,接近12,所以型号组成中就是12。

12. STALL AMP(失速电流)

失速电流为10A,是零速时绕组中的电流,用Is表示。由于电流与转矩成正比,因此失速电流较额定电流大。

通过以上分析,我们不难得出该伺服电机的转矩-转速特性图,如图6所示。

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图6 βiS12/3000电机转速-转矩特性图

根据以下公式,nr=2000r/min,Pr=1.8kW,可得出该电机的额定转矩Tr为8.6Nm。

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