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GB/T 16439-2009

基本信息

标准号: GB/T 16439-2009

中文名称:交流伺服系统通用技术条件

标准类别:国家标准(GB)

标准状态:现行

发布日期:2009-09-30

出版语种:简体中文

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相关标签: 交流 伺服系统 通用 技术

标准分类号

关联标准

替代情况:替代GB/T 16439-1996

出版信息

出版社:中国标准出版社

标准价格:0.0 元

出版日期:2010-02-01

相关单位信息

发布部门:中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会

标准简介

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标准内容

ICS29.160.30
中华人民共和国国家标准
GB/T16439-2009
代替GB/T16439-1996
交流伺服系统通用技术条件
General specification for AC servo system2009-09-30发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2010-02-01实施
1范围
2规范性引用文件
3术语和定义
4运行条件
4.1使用环境条件
4.2储存运输环境条件
4.3试验环境条件
5技术要求和试验方法
外形及安装尺寸
保护接地
介电性能
绝缘电阻
通电操作试验
工作区
正反转速差率
系统效率
转速调整率·
位置跟踪误差
转矩波动
转速波动·
转速变化的时间响应
频带宽度
惯量适应范围
静态刚度
稳态加速度
恒定湿热
电磁兼容性
可靠性
检验规则·
GB/T16439—2009
GB/T16439—2009
6.1检验分类
鉴定检验·
6.3质量一致性检验
7交付准备
7.1总则…
铭牌、标志
附带随机文件
7.4包装·
7.5运输
保证期·
本标准代替GB/T16439—1996《交流伺服系统通用技术条件》。本标准与GB/T16439-1996相比主要变化如下:GB/T16439-—2009
按照GB/T1.1一2000《标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写规则》的规定,对标准的编排格式进行了修改。增加了第4章“运行条件”,同时把原标准的第4章“技术要求”和第5章“试验方法”两章合并为第5章“技术要求和试验方法”。在第1章“范围”中,规定了本标准中交流伺服系统适用的供电电源,明确本系统属于低压电气的范畴;修改了交流伺服系统的组成,由原标准的“伺服系统由伺服驱动器和伺服电机两个主要部分组成”更改为“交流伺服系统一般由交流伺服驱动器,交流伺服电动机和传感三个部分组成”,并调至3.1。
在第3章“术语和定义”中对所有术语都增加了英文对应词。增加了“交流伺服驱动器”“交流伺服电动机”、“位置控制”、“速度控制”“转矩控制”、“工作区”、“转速调整率”、“稳态跟踪误差”、“动态跟踪误差”、“系统效率”“电磁兼容性”等术语和定义;修改了“交流伺服系统”、“调速比”、“系统效率”的术语和定义;删除了“转速变化率”、“稳速误差”、“超调量”“转矩变化的时间响应”“阶跃输入的转速响应时间”“建立时间”等术语和定义。一一第4章“运行条件”中分为“使用环境条件”、“储存运输环境条件”和“试验环境条件”三个部分。在第5章“技术要求和试验方法”中增加了“保护接地”“位置跟踪误差”“电磁兼容”“稳态加速度”和“质量”的技术要求和试验方法;修改了“介电性能”“振动”、“冲击”和“可靠性”的技术要求;删除了“防触电保护”、“外壳防护”“泄漏电流”的技术要求和试验方法。一一对第6章“检验规则”中的内容进行了细化,对样机数量、不合格品的判定以及试验顺序等内容作出了详细的规定。
一第7章由原标准的“标志、包装,运输和贮运”更改为“交付准备”,在原有内容的基础上增加了“铭牌”和保证期”的要求。
本标准由中国电器工业协会提出。本标准由全国微电机标准化技术委员会(SAC/TC2)归口。本标准起草单位:西安微电机研究所、北京和利时电机技术有限公司、横店集团联宜电机有限公司、上海司壮电机有限公司、宁波中大力德传动设备有限公司。本标准主要起草人:张朝晖、王健、许晓华、金韶东、岑国建、谭莹。本标推所代替标准的历次版本发布情况为:-GB/T16439—1996。
1范围
交流伺服系统通用技术条件
GB/T16439—2009
本标准规定了交流伺服系统的定义和术语、运行条件,技术要求和试验方法、检验规则以及交付准备等内容。
本标准适用于输人供电电源交流额定电压不超过1000V、频率不超过1000Hz.直流额定电压不超过1500V的交流伺服系统。
本标准适用于交流伺服系统(以下简称“伺服系统”)及构成伺服系统的交流伺服驱动器(以下简称“驱动器”),交流伺服电动机(以下简称“电动机”)。本标准的内容不涉及传感部分,但该部分内容应在产品专用技术条件中进行规定。本标准未列人而又与伺服系统有关的技术要求,应按照有关的电动机标准和工业机械电气控制设备标准的规定执行。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。GB/T2423.1—2001电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验A:低温(IEC60068-2-1:1990,DT)
GB/T2423.2一2001电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验B:高温(IEC60068-2-2:1974,IDT)
GB/T2423.3电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Cab:恒定湿热试验
(GB/T2423.3—2006,IEC60068-2-78:2001,IDT)GB/T2423.5电工电子产品环境试验第2部分:试验方法(GB/T2423.5—1995,IEC60068-2-27:1987,IDT)试验Ea和导则:冲击
GB/T2423.10电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Fc:振动(正弦)(GB/T2423.10—2008,IEC60068-2-6:1995,IDT)GB/T2423.15电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Ga和导则:稳态加速度(GB/T2423.15—2008,IEC60068-2-7:1986,IDT)GB/T2828.1-2003计数抽样检验程序第1部分:按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划(ISO2859-1:1999,IDT)
GB4824一2004工业、科学和医疗(ISM)射频设备电磁扰特性限值和测量方法(CISPR11:2003,IDT)
GB/T5080.1设备可靠性试验总要求(GB/T5080.1—1986,idtIEC60605-1:1978)GB7251.1一2005低压成套开关设备和控制设备第1部分:型式试验和部分型式试验成套设备(IEC60439-1:1999IDT)
GB/T7345控制电机基本技术要求GB/T10069.1旋转电机噪声测定方法及限值第1部分:旋转电机噪声测定方法1
GB/T16439—2009
(GB/T10069.1-2006,ISO1680:1999,MOD)GB/T17626.2电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验(GB/T17626.2一2006,IEC61000-4-2:2001,IDT)
GB/T17626.3电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验(GB/T17626.3-2006,IEC61000-4-3:2002,IDT)
GB/T17626.4电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验(GB/T17626.4一2008,IEC61000-4-4:2004,IDT)
GB/T17626.5电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验(GB/T17626.5—2008,IEC61000-4-5:2005IDT)
GB/T17626.6电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度(GB/T17626.6—2008,IEC61000-4-6.2006,IDT)GB/T17626.11电磁兼容试验和测量技术电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验(GB/T17626.11—2008,IEC61000-4-11:2004,IDT)GB/T17626.29电磁兼容试验和测量技术直流电源输入端口电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验(GB/T17626.29—2006,IEC61000-4-29:2000,IDT)GJB/Z299C—2006电子设备可靠性预计手册JB/T3085电力传动控制装置的产品包装与运输规程JB/T8162控制微电机包装技术条件3术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。3.1
交流伺服系统ACservosystem
以交流伺服电动机作为执行元件,使物体的位置/角度、速度、加速度或转矩等状态变量能够跟随输人控制信号目标值(或给定值)任意变化的自动控制系统。伺服系统由交流伺服驱动器(以下简称驱动器”),交流伺服电动机(以下简称“电动机”)和传感三个部分组成。
驱动器按其控制电路和软件的实现方式可分为模拟量控制、数字模拟混合控制和全数字化控制。伺服系统按其所用的电动机可分为:异步电动机伺服系统和永磁同步电动机伺服系统。伺服系统按照控制方式可分为位置控制伺服系统、速度控制伺服系统和转矩控制伺服系统。3.2
交流伺服驱动器ACservodriver
接受控制指令,根据传感提供的反馈信息,对转矩、速度、位置等进行闭环控制,并向电动机输送功率的电气装置。
交流伺服电动机ACservomotor
用于交流伺服系统的交流电动机。3.4
工作区dutyzone
伺服系统的工作区由连续工作区和短时工作区组成。连续工作区是指在图1中处于“最大连续转矩”“最高允许工作转速”和“额定转速”以内的工作区域(图1中有阴影区域),它是由电动机的发热、受离心力影响的机械强度、换相或驱动器的极限工作条件限制的范围。在此区域内连续运行,电动机和驱动器都不会超过其最高允许温度。2
T,峰值转矩:
n——圾高允许工作转速;
nN——额定转速;
TN——最大连续转矩。
短时工作区
图1工作区示意图
nuax转速/(t/min)
GB/T16439—2009
短时工作区是指在图1中,处于峰值转矩以下,最大连续转矩以上的区域(图1中无阴影区域)。在该区域短时工作,电动机电流虽大于最大连续电流,但电动机绕组在一定时间内不会被损坏,驱动器在一定时间内也能正常工作。
短时过流持续时间是由绕组的热时间常数决定的。注1:额定功率P(W))、额定转速ns(r/min)与最大连续转矩T%(N+m)的关系为:Pn-注2:对于带油封、制动器等其他附件的电动机,应降额使用。3.5
位置控制positioncontrol
以位置为被控量的控制模式。
速度控制speedcontrol
以速度为被控量的控制模式。
转矩控制torquecontrol
以转矩为被控量的控制模式。
正反转速差率differenceratiobetweenCWandCCWspeedTNXnN
60/2元
伺服系统在额定电压空载运行,不改变转速指令的量值,仅改变电动机的旋转方向,测量电动机的正、反两方向的转速平均值nccw和ncw,按式(1))计算正反转速差率K。.K=
K。正反转速差率;
I ncw-nccw
ncw+nccw
ncw——电动机顺时针旋转时的转速平均值,r/min;nccw
电动机逆时针旋转时的转速平均值,/min。转速调整率speedregulationrate(1)
伺服系统在额定转速条件下,仅电源电压变化,或仅环境温度变化,或仅负载变化,电动机的平均转3
GB/T16439—2009
速变化值与额定转速的百分比分别叫做电压变化的转速调整率、温度变化的转速调整率、负载变化的转速调整率。按式(2)计算转速调整率。An
式中:
An——转速调整率;
In-nNI
n——电动机的实际转速,r/min;nn—电动机的额定转速,r/min。3.10
转矩波动系数torqueripplecoefficienti=1,2
·(2)
伺服系统稳态运行时,对电动机施加恒定负载,瞬时转矩的最大值为T,最小值为Tmin,则转矩波动系数K为:
式中:
Km——转矩波动系数;
Tmax瞬态转矩的最大值,N·m;
Tmin瞬态转矩的最小值,N·m。
转速波动系数speedripplecoefficientTa- Tale
T+Toin
伺服系统稳态运行时,瞬时转速的最大值为nmaa,最小值为nmin,则转速波动系数K为:nmar = nmin × 100%
nmr+nmir
式中:
Km—转速波动系数;
nma——瞬时转速的最大值,r/min;瞬时转速的最小值,r/min。
调速比speedratio
..(4)
伺服系统满足规定的转速调整率和规定的转速波动时的最低空载转速nmm和额定转速n之比,用D 表示。
D=nain
式中:
D—调速比;
最低空载转速,r/min;
额定转速,/min。
频带宽度bandwidth
伺服系统输人量为正弦波,随着正弦波信号的频率逐渐升高,对应的输出量的相位滞后逐渐增大同时幅值逐渐减小,相位滞后增大至90°时或者幅值减小至低频段幅值1//2时的频率。3.14
静态刚度staticstiffness
位置伺服系统处于空载零速工作状态,对电动机轴端正转方向或反转方向施加连续转矩T。,测量4
出转角的偏移量△0,则静态刚度Ks为:式中:
Ks静态刚度,N.m/();
T。—连续转矩,N·m;
△6——转角的偏移量,)。
惯量适应范围loadinertiarangeKs=
GB/T16439—2009
(6)
伺服系统在不影响自身稳定性和调速比的前提下所能带的惯量负载的范围(一般以电动机转子惯量的倍数表示)。
动态位置跟踪误差dynamicpositiontrackingerror伺服系统对输入信号的瞬态响应过程中,位置指令值与位置反馈值之差。3.17
稳态位置跟踪误差steady-statepositiontrackingerror伺服系统对输入信号的瞬态响应过程结束以后,稳态运行时位置指令值与位置反馈值之差。3.18
系统效率systemefficiency
电动机的输出机械功率对驱动器的输人有功功率之比。3.19
electromagneticcompatibility;EMC电磁兼容性
伺服系统在规定的电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。
4运行条件
4.1使用环境条件
除另有规定外,伺服系统的使用环境条件应符合下列规定:环境温度(分两级):(1)商用级:0℃~+40℃:(2)工业级:-20℃~+55℃:一相对湿度:5%~85%,无凝露;—大气压强:86kPa~106kPa;
一污染等级:空气中不应有过量的尘埃、酸、盐、腐蚀性及爆炸性气体。如果没有其他规定,伺服系统应在污染等级2(一般情况下,只有非导电性污染。但是也要考虑到偶然由于凝露造成的暂时的导电性)中使用。
4.2储存运输环境条件
伺服系统的储存运输环境条件应符合下列规定:环境温度:-25℃~+55℃,在短时间内(不超过24h)可达70℃;一相对湿度:5%95%,无凝露。www.bzxz.net
4.3试验环境条件
4.3.1测量和试验用标准气条件
所有测量和试验若无其他规定,均应在下列的测量和试验用标准大气条件下进行:—温度:15℃~35℃;
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