电机T型速度曲线和S型速度曲线的区别



当电机从静止状态启动并加速到额定转速时,其速度变化并非线性的,而是呈现出不同的曲线特点。T型速度曲线和S型速度曲线是两种典型的电机加速曲线类型。


电机速度曲线是描述电机速度随时间或负载变化的关系图。


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常用加速方式有直线型加速和曲线型加速。直线型加速分为线性加速、梯形(T型)加速等;曲线型加速分为指数型加速、S型加速等。正确理解这两种速度曲线对于优化电机运行效率和使用寿命至关重要。


直线型加速控制简单容易实现,但加速过程不够平滑,实际加速效果不如曲线型加速。曲线型加速过程平 滑,但不容易实现。


1、T型速度曲线


 什么是T型曲线?T型曲线描述了电机从启动开始,转矩迅速提升到最大值,然后随着转速的增长而线性下 降的过程。


其形状类似于"T",这种曲线的最大特点是具有较高的启动转矩和较低的启动电流,可以为负载提供足够大的扭力,但达到额定转速需要一定时间。


其形成原理是通过电机的电磁力与负载的阻力相平衡。当电机启动时,电磁力大于阻力,电机速度上升;随着负载的增加,阻力增大,电机速度逐渐下降。


简单说就是其运动过程分为匀加速、匀速、匀减速三个阶段。


其公式为:  


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T型速度曲线


T型曲线的电机控制简单、节省资源,但其加速度不连续,在加减速阶段与匀速阶段衔接处存在突变的情况,启动时间较短,但当进给速度较快时,电机抖动比较厉害。


在负载时则会造成失步或过冲,给机器本体造成冲击,进而影响电机的运行效率和使用寿命。


所以此种加减速方法低负载时适合需要快速启动和加速的场合,例如工业设备、机床、运动控制等。高负 载时适用于控制系统处理速度较慢大、起动转矩且对升降速过程要求不高的场合,比如工业中的起重机、 矿山提升机、输送带机等。


2、S型速度曲线


相比之下,S型启动曲线的电机在刚起动时的转矩较小,随着转速的提高转矩逐步增大,在 中间阶段达到最大值,然后随转速继续增长而下降。 S型速度曲线的形状类似于"S",其形成原理是通过电机的电磁力与负载的阻力以及摩擦力相平衡。当电机启动时,电磁力大于阻力与摩擦力之和,电机速度上升;随着负载的增加,阻力与摩擦力之和增大,电机速度逐渐下降。


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S型加减速控制流程图


简单说就是S型曲线的电机根据实际情况在升降速过程中,采用慢→快→慢的过程来控制。


S型曲线启动使电机的运转较为平稳、稳定,转矩变化也不会太突然。S型曲线运动中在任何一点的速度变化都是连续变化的,从而避免了柔性冲击。其速度的平滑性较好,运动控制精度也更高,适合于速度精度控制要求高的场合。

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S型速度曲线


常用的S曲线加减速通过限制加加速度(即加减速的导数)来控制加速度的突变现象,并将整个速度规划分为5个或者7个阶段。


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12分段S型加减速曲线


分段越多则代表速度的平滑性越好,比如NiMotion一体化电机(伺服驱动)由控制算法将 速度规划成12段,更适用于平稳性要求较高的场合,如移动仓储、机器人运动、精密加工 机床、高速印刷机等。 


速度曲线揭示了电机加速的内在规律。T型速度曲线适用于需要启动性能好、能在较宽的速度范围内平稳 运行的场合;而S型速度曲线适用于需要启动性能好、能在较高速度范围内平稳运行的场合。 


准确理解并应用T型速度曲线和S型速度曲线,对于优化电机运行具有重要意义,有助于我们获得最佳的电 机运转效果。











发布日期:2024-07-05 浏览次数:28