深圳通用儀器伺服電機驅(qū)動滾珠絲桿方案與傳統(tǒng)凸輪方案的比較
液相色譜儀恒流泵系統(tǒng)傳統(tǒng)方式是:采用步進電機驅(qū)動、用皮帶帶動凸輪驅(qū)動柱塞桿的方式。
其結(jié)構(gòu)特征:步進電機通過皮帶傳動帶動凸輪(偏心輪)運轉(zhuǎn),凸輪旋轉(zhuǎn)擠壓柱塞桿作水平直線運動。這種擠壓力,不是*的水平方向推力,會造成柱塞桿偏離水平方向運行。
我們深圳通用儀器公司的新方案是:采用高精度的伺服電機,驅(qū)動精密滾珠絲桿,推動柱塞桿的方式。液相色譜儀的高壓恒流泵輸液系統(tǒng)技術(shù)方案屬國內(nèi)*。 【查新報告編號:201636000L260325 查新機構(gòu):教育部科技查新工作站(L26)】
其結(jié)構(gòu)特征:采用伺服電機驅(qū)動精密滾珠絲桿,去推動柱塞桿作水平直線運動。伺服電機驅(qū)動滾珠絲桿旋轉(zhuǎn),帶動螺帽滑塊做水平直線運動,滑塊推動柱塞桿的作用力是*水平的,這樣使泵的壓力穩(wěn)定性提高,壓力波動減小。
采用伺服電機驅(qū)動精密滾珠絲桿的恒流泵輸液系統(tǒng),一方面交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進電機,另一方面在驅(qū)動柱塞桿作水平直線運行上,采用精密滾珠絲桿的方式要大大優(yōu)于凸輪傳動方式,使用伺服電機驅(qū)動精密滾珠絲桿的恒流泵輸液系統(tǒng)穩(wěn)定性大大提高,系統(tǒng)精度提高,壓力波動由0.2MPa減小0.02MPa,同時也提高了系統(tǒng)可靠性、耐用性。 該項技術(shù),只是國外技術(shù)企業(yè)所采用,如:沃特世、安捷倫等公司,而國內(nèi)企業(yè)仍然都采用傳統(tǒng)的凸輪驅(qū)動方式。
伺服電機優(yōu)于步進電機,具體表現(xiàn)在:
a、控制精度更高更精密。步進電機的相數(shù)和拍數(shù)越多,它的度就越高,伺服電機取塊于自帶的編碼器,編碼器的刻度越多,精度就越高。一般步進電機步距角為1.8°伺服電機為0.036°伺服電機比步進電機的控制精度高50倍。
b、控制方式要好,使穩(wěn)定性提高;步進電機是開環(huán)控制,伺服電機是閉環(huán)控制,穩(wěn)定性大大提高。
c、低頻特性要好,沒有低速振動現(xiàn)象;步進電機在低速時易出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象,當(dāng)它工作在低速時一般采用阻尼技術(shù)或細分技術(shù)來克服低頻振動現(xiàn)象,伺服電機運轉(zhuǎn)非常平穩(wěn),即使在低速時也不會出現(xiàn)振動現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能,可涵蓋機械的剛性不足,并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機能(FFT),可檢測出機械的共振點便于系統(tǒng)調(diào)整。
d、矩頻特性更好;步進電機的輸出力矩會隨轉(zhuǎn)速升高而下降,交流伺服電機為恒力矩輸出。
e、過載能力更強;步進電機一般不具有過載能力,而交流電機具有較強的過載能力。
f、運行性能更好更可靠;步進電機的控制為開環(huán)控制,啟動頻率過高或負載過大易丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,停止時轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖現(xiàn)象,交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)為閉環(huán)控制,驅(qū)動器可直接對電機編碼器反饋信號進行采樣,內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán),一般不會出現(xiàn)步進電機的丟步或過沖的現(xiàn)象,控制性能更為可靠。
g、速度響應(yīng)更快;步進電機從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速需要上百毫秒,而交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好,一般只需幾毫秒,可用于要求快速啟停的控制場合。
(5) 新方案帶來其它方面的改進提高:國內(nèi)品牌采用的傳統(tǒng)方案,都含有緩沖器和梯度混合器,由于緩沖器和梯度混合器,都會集聚殘留3mL的死體積,死體積會降低系統(tǒng)的樣品檢測速度,降低系統(tǒng)檢測的重現(xiàn)性,本公司新的輸液系統(tǒng)去掉了傳統(tǒng)的緩沖器和梯度混合器,使系統(tǒng)死體積降到zui小程度,提高了設(shè)備的重復(fù)性指標。定性重復(fù)性由小于0.2%RSD 提高到小于0.05%RSD ,檢測速度提高20%,同時也盡可能地減少故障點,提高了設(shè)備使用的可靠性、耐用性。
伺服電機驅(qū)動滾珠絲桿方案與傳統(tǒng)凸輪方案的比較
液相色譜儀恒流泵系統(tǒng)傳統(tǒng)方式是:采用步進電機驅(qū)動、用皮帶帶動凸輪驅(qū)動柱塞桿的方式。
其結(jié)構(gòu)特征:步進電機通過皮帶傳動帶動凸輪(偏心輪)運轉(zhuǎn),凸輪旋轉(zhuǎn)擠壓柱塞桿作水平直線運動。這種擠壓力,不是*的水平方向推力,會造成柱塞桿偏離水平方向運行。
我們深圳通用儀器公司的新方案是:采用高精度的伺服電機,驅(qū)動精密滾珠絲桿,推動柱塞桿的方式。液相色譜儀的高壓恒流泵輸液系統(tǒng)技術(shù)方案屬國內(nèi)*。 【查新報告編號:201636000L260325 查新機構(gòu):教育部科技查新工作站(L26)】
其結(jié)構(gòu)特征:采用伺服電機驅(qū)動精密滾珠絲桿,去推動柱塞桿作水平直線運動。伺服電機驅(qū)動滾珠絲桿旋轉(zhuǎn),帶動螺帽滑塊做水平直線運動,滑塊推動柱塞桿的作用力是*水平的,這樣使泵的壓力穩(wěn)定性提高,壓力波動減小。
采用伺服電機驅(qū)動精密滾珠絲桿的恒流泵輸液系統(tǒng),一方面交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進電機,另一方面在驅(qū)動柱塞桿作水平直線運行上,采用精密滾珠絲桿的方式要大大優(yōu)于凸輪傳動方式,使用伺服電機驅(qū)動精密滾珠絲桿的恒流泵輸液系統(tǒng)穩(wěn)定性大大提高,系統(tǒng)精度提高,壓力波動由0.2MPa減小0.02MPa,同時也提高了系統(tǒng)可靠性、耐用性。 該項技術(shù),只是國外技術(shù)企業(yè)所采用,如:沃特世、安捷倫等公司,而國內(nèi)企業(yè)仍然都采用傳統(tǒng)的凸輪驅(qū)動方式。
伺服電機優(yōu)于步進電機,具體表現(xiàn)在:
a、控制精度更高更精密。步進電機的相數(shù)和拍數(shù)越多,它的度就越高,伺服電機取塊于自帶的編碼器,編碼器的刻度越多,精度就越高。一般步進電機步距角為1.8°伺服電機為0.036°伺服電機比步進電機的控制精度高50倍。
b、控制方式要好,使穩(wěn)定性提高;步進電機是開環(huán)控制,伺服電機是閉環(huán)控制,穩(wěn)定性大大提高。
c、低頻特性要好,沒有低速振動現(xiàn)象;步進電機在低速時易出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象,當(dāng)它工作在低速時一般采用阻尼技術(shù)或細分技術(shù)來克服低頻振動現(xiàn)象,伺服電機運轉(zhuǎn)非常平穩(wěn),即使在低速時也不會出現(xiàn)振動現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能,可涵蓋機械的剛性不足,并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機能(FFT),可檢測出機械的共振點便于系統(tǒng)調(diào)整。
d、矩頻特性更好;步進電機的輸出力矩會隨轉(zhuǎn)速升高而下降,交流伺服電機為恒力矩輸出。
e、過載能力更強;步進電機一般不具有過載能力,而交流電機具有較強的過載能力。
f、運行性能更好更可靠;步進電機的控制為開環(huán)控制,啟動頻率過高或負載過大易丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,停止時轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖現(xiàn)象,交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)為閉環(huán)控制,驅(qū)動器可直接對電機編碼器反饋信號進行采樣,內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán),一般不會出現(xiàn)步進電機的丟步或過沖的現(xiàn)象,控制性能更為可靠。
g、速度響應(yīng)更快;步進電機從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速需要上百毫秒,而交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好,一般只需幾毫秒,可用于要求快速啟停的控制場合。
(5) 新方案帶來其它方面的改進提高:國內(nèi)品牌采用的傳統(tǒng)方案,都含有緩沖器和梯度混合器,由于緩沖器和梯度混合器,都會集聚殘留3mL的死體積,死體積會降低系統(tǒng)的樣品檢測速度,降低系統(tǒng)檢測的重現(xiàn)性,本公司新的輸液系統(tǒng)去掉了傳統(tǒng)的緩沖器和梯度混合器,使系統(tǒng)死體積降到zui小程度,提高了設(shè)備的重復(fù)性指標。定性重復(fù)性由小于0.2%RSD 提高到小于0.05%RSD ,檢測速度提高20%,同時也盡可能地減少故障點,提高了設(shè)備使用的可靠性、耐用性。
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