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伺服电机怎么选型,正确伺服电机选型过程的步骤!

发布时间:2023-05-06 18:10:19点击量:

 在为特定应用选择伺服电机时,需要考虑许多因素,包括所需的速度、扭矩或力、运动曲线、可用的物理范围以及环境问题。这意味着所选的电机解决方案必须提供必要的负载扭矩和速度,适合可用区域,并在应用的特定环境条件下正常运行。


 伺服电机是一个更大的机构的一个组成部分,它提供负载运动,以便它可以移动、加工、提升、检查等。提供执行特定任务所需的扭矩、力和速度(所需的负载点)的肌肉是伺服电机。

伺服电机怎么选型,正确伺服电机选型过程的步骤!(图1)

 一种电机选型工具可以计算电机所需的负载点并分析负载、传输组件和运动曲线的数据,以从电机数据库中选择与负载参数匹配的电机,这是找到这些需求的最快捷、最准确的方法。


 确定初始负载点后,选型工具会检查最佳解决方案,并根据必要的扭矩、速度、惯性比以及从电机额定值中获悉的相关余量来缩小可用电机选项的范围。


 以下是正确伺服电机选型过程的步骤:——


 1、建立必要的电压。


 设备的可用功率是第一个也是最简单的考虑因素。舵机与单相或三相电力兼容,并提供在100 VAC、200 VAC和400 VAC下运行的变体。


 2、描述应用的运动曲线。


 在执行重复性任务的设备上绘制一个循环所需的电机速度。因为伺服电机不能逐步改变速度并且没有魔法,所以考虑加速和减速时间很重要。确定铣削等非重复性活动所需的最大速度和加速度。


 3、确定运动应用所需的扭矩。


 旋转机构所需的“肌肉”量称为扭矩,扭矩可由三个不同的来源产生:摩擦力、机构的惯性被加速,以及外力(如压在某物或重力上)。虽然精确计算是最具挑战性的,但选择过程中的这一步也是最宽容的。


 确定每个组件的系统惯量并将结果相加。在互联网上,你可以很容易地得到确定不同形状的转动惯量的公式。要确定负载的加速扭矩,请将加速度乘以负载的惯性。计算任何外力以及滑动载荷的摩擦力和垂直载荷的重力。要计算扭矩,请将每个力乘以它施加力的半径(称为“力矩”)。


 在最坏的情况下,将所有扭矩数据相加以确定峰值扭矩。这通常发生在机器以最快的速度加速或承载最重的负载时。通过添加来自外力、重力和摩擦的扭矩值来计算必要的连续扭矩。应使用均方根(RMS)计算来确定连续扭矩需求,但是如果没有软件工具,这是很费力的。


 4、确定运动系统的理想惯性比。


 尽管初学者有时会忽略伺服选型,但计算惯量比可能是评估伺服系统性能的最关键步骤。负载惯量与电机转子惯量除以齿轮减速比的平方的比值称为惯量比。


 5、犹豫不决地选择伺服电机。


 既然已经确定了选择伺服电机的基本标准,就该搜索最能满足这些标准的电机的产品选择指南了。找到额定速度、连续扭矩和峰值扭矩额定值大于以上确定的数字并且与供电电压匹配的电机和驱动器。要找到满足您正在使用的伺服驱动器惯量比要求的电机,请查看电机的转子惯量。


 6、验证适当的伺服齿轮。


 伺服电机可以在零转速或数千转速下运行,并且仍能提供其全额定扭矩。少数机器可以在不减速的情况下受益于高速。齿轮减速使舵机适应负载的三种方法是降低速度、增加转矩和减小惯性比。齿轮比以齿轮比的平方降低惯性比,这是最显着的效果。传动比也成比例地增加扭矩。将齿轮箱惯量包含在扭矩和惯量计算中很简单,因为齿轮箱制造商列出了伺服级齿轮箱的惯量。


 7、这一次,真的选择了一个电机。


 大多数可用电机的速度可能比第5步(暂定电机选择)中要求的速度高得多。要计算启动齿轮比,请将电机速度除以所需速度并向下取整。要确定新的所需扭矩,请将原始所需扭矩除以传动比。这会将选项减少到只有几个电机。


 接下来找一个惯量比好的电机。如果两个电机看起来相等,则选择惯性比较低的电机。使用具有不同额定速度的电机重复此步骤几次,因为很可能有多种可行的解决方案。在此处检查您对伺服电机的所有要求。


 8、添加伺服驱动器和其他动力传输组件以完成设计。


 决定伺服电机后,选择额定输入电压合适且输出电流足以驱动伺服电机的伺服驱动器。伺服驱动器可以通过多种接口类型进行管理。这些接口包括模拟控制、脉冲和方向数字控制以及各种伺服网络。


 与替代接口相比,伺服网络提供更快的控制和反馈、更少的布线和更好的诊断能力。最后,对任何选项做出决定,包括外部制动电阻器、轴封、垂直负载的保持制动器和键控电机轴。

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