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KOLLMORGEN AKM系列同步伺服电机
时间: 2025-08-25浏览次数：
KOLLMORGEN AKM系列同步伺服电机
KOLLMORGEN AKM系列同步伺服电机
基础信息
核心定位：AKM 系列为无刷直流同步伺服电机，采用钕铁硼永磁转子与三相定子绕组，标配空心轴旋转变压器反馈，可选抱闸、EnDat 编码器、轴密封环等配置，需与 SERVOSTAR 伺服放大器组成闭环控制系统，禁止直接连接市电运行。
配套资源：需搭配 SERVOSTAR 伺服放大器安装手册、操作软件手册及配件手册使用；原厂提供预装配的电机动力电缆（如 4×1mm² 屏蔽线）、旋转变压器电缆（4×2×0.25mm² 双绞线），选型时需根据电机型号匹配电缆规格。
电机核心技术特性与分类
（一）通用技术参数
类别 参数项 规格
环境适应性 气候类别 EN 50178 3K3
运行温度 -5~+40℃（海拔≤1000m），海拔每超 1000m 需降额 6%（或温度每降 10K 抵消降额）
防护等级 机壳 IP65，轴套默认 IP40（带轴密封环时 IP65）
湿度 95% 相对湿度（无冷凝）
电气特性 绝缘等级 DIN 57530 F 级
振动等级 DIN ISO 2373 N 级
热保护 内置 PTC 热敏电阻（155℃±5% 动作，常温电阻≤550Ω，动作后≥1330Ω）
机械特性 轴承寿命 ≥20000 小时（额定工况）
安装形式 标准 IM B5（法兰安装），支持 V1/V3 等 orientations
轴端规格 圆柱形轴（AKM1 为 h7 公差，其余为 k6），带锁紧螺纹，可选键槽（DIN 748）
（二）机型分类与关键参数
AKM 系列按法兰尺寸与输出扭矩分为 7 个机型，核心参数差异如下：
机型 法兰尺寸（mm） 静止扭矩范围（Nm） 额定转速范围（min⁻¹） 转子转动惯量（kg・cm²） 重量（kg）
AKM1 40 0.18~0.41 2000~8000 0.017~0.045 0.35~0.63
AKM2 58 0.48~1.42 1000~8000 0.11~0.27 0.82~1.66
AKM3 70 1.15~2.88 750~7000 0.33~0.85 1.55~2.9
AKM4 84 1.95~6.00 1000~6000 0.81~2.7 2.44~5.3
AKM5 108 4.70~14.4 1000~6000 3.4~12 4.2~9.0
AKM6 138 11.9~25.0 1000~6000 17~40 8.9~15.4
AKM7 188 29.4~53.0 1200~3500 65~120 19.7~33.6
（三）可选配置
抱闸：24V DC 弹簧加压式，断电时制动，仅作驻车制动（禁止频繁运行制动），不同机型抱闸保持扭矩不同（如 AKM2 为 1.42Nm，AKM7 为 53Nm），释放延迟 20~110ms，应用时需外接续流元件（如压敏电阻）。
反馈装置：标配 2 极空心轴旋转变压器，可选单圈 / 多圈 EnDat 编码器（AKM2-4 用 ECN1113/EQN1125，AKM5-7 用 ECN1313/EQN1325）或带换相信号的增量编码器（Comcoder），编码器会增加电机长度且不可 retrofit。
轴密封环：防油雾 / 油溅，使轴套防护等级提升至 IP65，不适用于干运行场景，需额外订货。
键槽：按 DIN 748 加工轴端键槽，配短键，轴平衡需包含键的重量，选型时需注意径向力变化（带键槽时径向力限值不变）。
安装与接线规范
（一）机械安装要求
安装准备
安装面：需为导电材质（如铝合金），平整度误差≤0.1mm，AKM1/2 需预留≥50mm 散热空间，AKM3 及以上需匹配指定冷板（如 AKM3 需 350×350×10mm 铝板），并粘贴原厂导热膜（型号 849-373000-04 用于小机型）。
负载限制：轴端允许径向力（FR）与转速负相关，如 AKM2 在 5000min⁻¹ 时 FR=145N，轴向力（FA）≤FR/3；皮带传动时需满足最小带轮直径公式
d min≥M 0/(F R×2)（M 0为静止扭矩），避免轴承过载。
耦合器选型：推荐无背隙摩擦耦合器（如 Baumann & Cie、KTR 品牌），同轴度误差≤0.1mm，禁止使用刚性耦合器加外部轴承的约束式安装，防止轴系应力过大。
安装步骤
清洁安装面，粘贴导热膜（若需），用 M5 内六角螺丝（扭矩 0.7~0.8Nm）将电机固定，确保法兰贴合无间隙。
安装耦合器 / 带轮，使用轴端锁紧螺纹紧固，禁止敲击轴端（避免轴承损伤），AKM1 轴公差为 h7，需注意配合间隙。
检查轴转动灵活性（无卡滞、异响），V3 安装（轴端朝上）需确保无液体进入上轴承。
（二）电气接线规范
接线顺序与安全
断电操作，确保伺服放大器电容放电（断电后≥5 分钟，测量直流母线电压＜40V），电机接线盒需可靠接地（PE 线截面＞10mm² 或双 PE 接线）。
动力电缆与控制电缆间距≥20cm，若动力电缆含抱闸控制线（如 4×1+2×0.75mm²），需单独屏蔽并两端接地。
电缆长度超 25m 时，需搭配 Kollmorgen 3YL-20 扼流圈（如 SERVOSTAR 601-606 配 4×1mm² 电缆，620 配 4×2.5mm² 电缆）。
核心接口定义
动力接口：4+4 极圆形连接器（AKM1/2 为直头，AKM3+ 为弯头），U/V/W 接电机三相绕组，PE 接电机机壳，抱闸线（±BR）接 24V DC（仅带抱闸机型）。
反馈接口：旋转变压器用 12 极圆形连接器，R1/R2 为参考信号，S1/S2 为正弦信号，S3/S4 为余弦信号，COM± 为电源；EnDat 编码器用 17 极连接器，含时钟（CLK±）、数据（DAT±）、电源（+5V/0V）。
典型接线图
旋转变压器电机：动力端 U/V/W/PE 接放大器输出，反馈端 R1/R2/S1/S2/S3/S4 接放大器旋变接口，PTC 热敏电阻串联入放大器过热保护回路。
编码器电机：编码器时钟 / 数据线接放大器对应接口，需单独屏蔽（屏蔽层两端接地），避免与动力电缆平行布线。
系统调试与维护
（一）调试流程
前期检查
确认电机与放大器匹配（额定电压、电流一致），接线符合 diagrams，抱闸通电后能正常释放（24V 时无卡滞）。
手动转动电机轴，确认无机械阻塞，监听轴承无异常噪音，检查散热通道通畅（环境温度≤40℃）。
放大器配置
通过 SERVOSTAR 操作软件加载电机参数（Kollmorgen 电机自动识别，第三方电机需手动输入额定扭矩、电感等），设置旋变 / 编码器分辨率、极对数（需与电机实际匹配，错误设置可能烧毁电机）。
执行电机识别与自动调谐，优化电流环、速度环增益，单轴调试完成后再进行多轴联动测试。
功能验证
点动测试：低速（＜100min⁻¹）运行，确认转向与扭矩输出正常，监测电机温度（运行时≤100℃，停机后冷却至 40℃ 再触摸）。
抱闸测试：断电时抱闸需立即制动，通电后延迟≤100ms 释放，垂直轴需测试断电后负载无坠落（配合机械制动双重保护）。
（二）维护与生命周期管理
日常维护
每 2500 运行小时或每年检查轴承噪音，若出现异响需停机更换轴承（轴承润滑脂寿命 20000 小时，超期需更换）。
清洁时用异丙醇擦拭外壳（禁止浸泡或喷涂），避免使用 trichlorethylene、硝基稀释剂等溶剂（损坏 RAL 9005 哑光黑漆涂层）。
存储与运输
存储条件：温度 -25~+55℃，湿度 5%~95%（无冷凝），原包装堆叠高度不超过限制（如 AKM1/2 堆 10 箱，AKM6/7 堆 1 箱），存储期限无限制。
运输要求：气候类别 2K3，温度 -25~+70℃（温度变化率≤20K / 小时），避免冲击，包装破损需检查电机外观（如轴端、法兰无变形）。
退役处置
按 WEEE 指令要求，由有资质的电子废弃物处理商回收，可联系 Kollmorgen 各地服务中心获取回收渠道（如欧洲寄至德国 Ratingen 工厂，中国寄至上海闵行区办事处）。
故障排除
常见故障处理
故障现象 可能原因 解决方案
电机不转 1. 放大器未使能；2. 设定值信号线断线；3. 抱闸未释放；4. 电机相序错误 1. 发送 ENABLE 信号；2. 检查设定值电缆通断；3. 确认抱闸 24V 供电；4. 调换 U/V 相序
电机飞车 电机相序错误或放大器参数（如极对数）设置错误 1. 紧急停机；2. 修正相序或放大器参数；3. 重新执行电机识别
放大器报 “输出级故障” 1. 电机电缆短路 / 接地；2. 电机绕组短路 1. 测量电缆绝缘电阻（≥1MΩ）；2. 拆解电机检查绕组（若烧毁需更换）
放大器报 “电机过热” 1. PTC 热敏电阻断线；2. 负载过载；3. 散热不良 1. 检查 PTC 接线；2. 降低负载或增大电机型号；3. 清理散热通道，增加散热风扇
抱闸不制动 1. 抱闸线圈烧毁；2. 轴端轴向力过载；3. 抱闸扭矩不足 1. 测量抱闸线圈电阻（正常约 6~8Ω）；2. 检查轴向力≤FR/3，更换受损轴承；3. 确认抱闸型号与电机匹配
关键安全警示
电气安全：电机动力端可能存在 900V 高压，断电后电容残留电压需 5 分钟降至安全值（＜40V），操作前必须测量直流母线电压；PE 接线不可省略（泄漏电流＞3.5mA，双 PE 或大截面 PE 线防触电）。
机械安全：运行时电机表面温度可能超 100℃，禁止直接触摸；轴端键槽需安装键后再运行，避免离心力甩出键造成伤害；垂直轴必须配备机械制动（抱闸仅作辅助，故障时需双重保护）。
环境安全：禁止在爆炸性环境、腐蚀性气体 / 液体环境中使用；电机进水后需立即停机，烘干后测量绝缘电阻（≥1MΩ）方可重启，否则可能短路烧毁。
