伺服电机是自动化领域中使用较为广泛的电机,通常用于项目中较精确的速度或位置控制部件的驱动。自动化设备的设计者常常需要面临各种各样不同需求的电机选型问题,本文仅根据一些实际工作经历做分享,望能够给需要者提供一些帮助。
01
应用场景
02
供电电源
03
抱闸
04
选型计算
选型计算前,首先要确定的是机构末端的位置和速度要求,再者确定传动机构。此时即可选择伺服系统和对应的减速器。
选型过程中,主要考虑以下参数:
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:
a) 电机的功率富余系数;
b) 考虑机构的传动效率;
c) 减速机的输入和输出扭矩是否达标,并有一定的安全系数;
d) 后期是否会有加大速度的可能性。
值得一提的是,在传统行业中,例如起重机等行业,使用普通的感应电机驱动,加速度无明确要求,计算过程使用的是经验公式。
注:负载垂直运行的情况下,注意把重力加速度计算在内。
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。
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。
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。
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。