伺服电机选型

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-05-02
伺服电机怎样选型?

伺服电机的选型计算方法 :
  一、转速和编码器分辨率的确认。
  二、电机轴上负载力矩的折算和加减速力矩的计算。
  三、计算负载惯量,惯量的匹配,安川伺服电机为例,部分产品惯量匹配可达50倍,但实际越小越好,这样对精度和响应速度好。
  四、再生电阻的计算和选择,对于伺服,一般2kw以上,要外配置。
  五、电缆选择,编码器电缆双绞屏蔽的,对于安川伺服等日系产品绝对值编码器是6芯,增量式是4芯。
  以上的选择方法只考虑到电机的动力问题,对于直线运动用速度,加速度和所需外力表示,对于旋转运动用角速度,角加速度和所需扭矩表示,它们均可以表示为时间的函数,与其他因素无关。很显然。电机的最大功率P电机,最大应大于工作负载所需的峰值功率P峰值,但仅仅如此是不够的,物理意义上的功率包含扭矩和速度两部分,但在实际的传动机构中它们是受限制的。用 峰值,T峰值表示最大值或者峰值。电机的最大速度决定了减速器减速比的上限,n上限= 峰值,最大/ 峰值,同样,电机的最大扭矩决定了减速比的下限,n下限=T峰值/T电机,最大,如果n下限大于n上限,选择的电机是不合适的。

选择什么样的伺服电机,在很大程度上取决于负载的物理特性,负载的工作特性、系统要求以及工作环境。一旦系统要求确定后,无论选择何种形式的伺服电机,首先要考虑的是选择多大的电机合适,主要考虑负载的物理特性,包括负载扭矩、惯量等。在伺服电机中,通常以扭矩或者力来衡量电机大小,所以选电机首先要计算出折算到电机轴端负载扭矩或者力的大小。计算出扭矩以后需要留出一部分余量,一般选择电机连续扭矩>=1.3倍负载扭矩,这样能保证电机可靠的运行。除此外还需要计算折算到轴端负载惯量的大小,一般选择负载惯量:电机转子惯量<5:1,以保证伺服系统响应的快速性。如果出现电机和负载之间惯量,
扭矩不匹配的情况,那么只能牺牲速度,在电机和负载间增加减速机了,这时你需要权衡。
  选择出用多大扭矩的电机后,需要做的是了解负载的工作特性和工作环境。负载的工作特性包括如负载是高速还是低速运行,加速度需要达到多少,是否需要频繁起停,频率需要达到多少,系统运行精度等等。
这时选择伺服电机也并没有什么特定的规律可循,关键的是你所选择的电机必须适应你负载运动的工作要求。比如在系统精度要求不高、运动速度在几百转以下(不超过500转)但不至于过低(大于1转),不需要频繁起停的情况下,步进电机是一种很好的选择。这是因为步进电机开环控制,控制精度低,速度太高,电机扭矩会下降的很快,将带不动负载,速度过低会出现转动不连续的爬行现象,而且步进电机的响应也不快,不适合频繁启动的应用场合。当运动速度几转到3000多转以下时,控制精度相对要求较高,可以选择直流或者交流伺服电机。一般情况下,交流伺服电机低速特性不如直流伺服电机,如果负载工作于较低速,建议选择直流伺服电机。而有刷直流电机由于存在电刷换相,会有换相环火产生,在真空防暴水下等场合是不能使用的,并且由于环火使电机轴膨胀以及传导给连接部件,在系统精度要求高的场合也不能使用。现在工业应用中广泛应用的交流伺服电机为交流永磁同步电机,由于其在额定转速以下呈现的恒扭矩特性,所以多用于负载扭矩恒定或者变化不大的场合,比如机床进给系统。选择是相对的,同一种应用,可以用交流也可以用直流,有时取决于环境,比如有的机器人项目,交流电源相对而言比较难得到,那就只能用直流伺服电机了。还有许多特殊应用场合,常规意义的伺服电机是很难完成任务的,比如超低速平稳运行,有的甚至低到每年几转,一般的伺服电机完成不了这个要求,只能选择力矩电机来完成任务了。又比如需要频繁起停、快速响应、高加速度,普通伺服也很难满足要求,一般交流伺服电机带负载频繁起停频率不会高于5HZ,而直线电机就不一样了,可以做到高加速度有的达30G,起停频率可到20HZ。选择电机唯一的规律就是了解负载特性,了解工作环境,了解电机特性,只有这样才能选择合适的伺服电机。

功率(KW)=扭矩*转速/9550,按这样计算,你需要伺服马达功率=200*3000/9550=62.83KW,据我所知,目前市场上有的同步类型伺服马达基本上功率都在22KW以下,估计你很难订到货。如果你要求定位精度不高,可以考虑采用矢量型变频器加变频器马达可以满足要求,如果要求精度高,可以采用专用变频器加同步电机来达到要求,当然也可以找所谓的异步伺服了。

伺服电机选型一般是选功率的,很少是说牛米的,步进电机才是牛米。
先把你的200NM换算成功率,由条件(3000rpm的时候能输出200Nm)可以计算出功率约为63KW,你可以选个>63KW的伺服电机就好了。
当然关于如何配减速机我没算,这个不是我的强项。

如果你选个65KW的电机,4000rpm时是可以输出一个80nm的转矩的,而且比80要大约为155nm。

【转矩=9550*输出功率/输出转速 ------(功率的单位KW) 】为 转矩、功率、转速之间的关系式。

参考
http://zhidao.baidu.com/question/26906580.html

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