如何选择合适的伺服电机?

如何选择合适的伺服电机?

作者:xfoyo    来源:未知    发布时间:2021-06-17 10:55    浏览量:
​1.应用场景
自动化领域的控制型电机可分为伺服电机、步进电机、变频电机等。在需要较为精确的速度或位置控制的部件,会选择伺服电机驱动。
变频器+变频电机的控制方式,是通过改变输入电机的电源频率而改变电机转速的控制方法。一般只用于电机的调速控制。
 
伺服电机与步进电机相比:
① 伺服电机使用闭环控制,步进电机为开环控制;
②  伺服电机使用旋转编码器计量精度,步进电机使用步距角。普通产品级别上前者的精度可达后者的百倍数量级;
③ 控制方式相似(脉冲或方向信号)。
 
 
2.供电电源
伺服电机从供电电源上区分可分为交流伺服电机和直流伺服电机。
 
二者还是比较好选择的。一般的自动化设备,甲方都会提供标准的380V工业电源或220V电源,此时选择对应电源的伺服电机即可,免去电源类型的转换。但有一些设备,比如立体仓库中的穿梭板、AGV小车等,由于本身的移动性质,大部分使用自带直流电源,所以一般使用直流伺服电机。
 
3.抱闸
根据动作机构的设计,考虑在停电状态下或静止状态下,是否会造成对电机的反转趋势。如果有反转趋势,就需要选择带抱闸的伺服电机。
 
4.选型计算
选型过程中,主要考虑以下参数:
 
4.1.功率和速
根据结构形式和最终负载的速度和加速度要求,计算电机所需功率和速度。值得注意的是,通常情况下需要结合所选电机的速度选取减速机的减速比。
在实际选型过程中,比如负载为水平运动,因为各个传动机构的摩擦系数和风载系数的不确定性,公式P=T*N/9549往往无法明确计算(无法精确计算扭矩的大小)。而在实践过程中,也发现使用伺服电机所需功率最大处往往是加减速阶段。所以,通过T=F*R=m*a*R可定量计算所需电机的功率大小和减速机的减速比(m:负载质量;a:负载加速度;R:负载旋转半径)。
 
有以下几点需要注意:
① 电机的功率富余系数;
② 考虑机构的传动效率;
③ 减速机的输入和输出扭矩是否达标,并有一定的安全系数;
④ 后期是否会有加大速度的可能性。
 
4.2.惯量匹配
要实现对负载的高精度控制,需要考虑电机与系统的惯量是否匹配。
对于为什么需要惯量匹配的问题,网上并没有给出一统江湖的说法。个人理解有限,在这里就不解释了。有兴趣的朋友可以自行考证一下并告知一声。惯量匹配的原则为:考虑系统惯量折合到电机轴上,与电机的惯量比不大于10;比值越小,控制稳定性越好,但需要更大的电机,性价比更低。具体的计算方法如有不明白的请自行补学大学"理论力学"。
 
4.3.精度要求
计算经过减速机和传动机构的变化后,电机的控制精度是否能够满足负载的要求。减速器或某些传动机构有一定的回程间隙,都需要考虑。
 
4.4.控制匹配
这个方面主要是与电气设计人员沟通确认,比如伺服控制器的通讯方式是否与PLC匹配,编码器类型及是否需要引出数据等。
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