伺服电机如何选型?

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-05-20
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。

每种型号电机的规格项内均有额定转矩、最大转矩及电机惯量等参数,各参数与负载转矩及负载惯量间必定有相关联系存在,选用电机的输出转矩应符合负载机构的运动条件要求,如加速度的快慢、机构的重量、机构的运动方式(水平、垂直、旋转)等;运动条件与电机输出功率无直接关系,但是一般电机输出功率越高,相对输出转矩也会越高。 因此,不但机构重量会影响电机的选用,运动条件也会改变电机的选用。惯量越大时,需要越大的加速及减速转矩,加速及减速时间越短时,也需要越大的电机输出转矩。 选用伺服电机规格时,依下列步骤进行。 (1)明确负载机构的运动条件要求,即加/减速的快慢、运动速度、机构的重量、机构的运动方式等。 (2)依据运行条件要求选用合适的负载惯最计算公式,计算出机构的负载惯量。 (3)依据负载惯量与电机惯量选出适当的假选定电机规格。 (4)结合初选的电机惯量与负载惯量,计算出加速转矩及减速转矩。 (5)依据负载重量、配置方式、摩擦系数、运行效率计算出负载转矩。 (6)初选电机的最大输出转矩必须大于加速转矩加负载转矩;如果不符合条件,必须选用其他型号计算验证直至符合要求。 (7)依据负载转矩、加速转矩、减速转矩及保持转矩,计算出连续瞬时转矩。 (8)初选电机的额定转矩必须大于连续瞬时转矩,如果不符合条件,必须选用其他型号计算验证直至符合要求。 (9)完成选定。

高性能的电伺服系统大多采用永磁同步型交流伺服电动机,控制驱动器多采用快速、准确定位的全数字位置伺服系统。20世纪80年代以来,随着集成电路、电力电子技术和交流可变速驱动技术的发展,永磁交流伺服驱动技术有了突出的发展,各国著名电气厂商相继推出各自的交流伺服电动机和伺服驱动器系列产品并不断完善和更新。交流伺服系统已成为当代高性能伺服系统的主要发展方向,使原来的直流伺服面临被淘汰的危机。90年代以后,世界各国已经商品化了的交流伺服系统是采用全数字控制的正弦波电动机伺服驱动。
1永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较,主要优点有:
⑴无电刷和换向器,因此工作可靠,对维护和保养要求低。
⑵定子绕组散热比较方便。
⑶惯量小,易于提高系统的快速性。
⑷适应于高速大力矩工作状态。
⑸同功率下有较小的体积和重量。
交流伺服电动机的工作原理与分相式单相非同步电动机虽然相似,但前者的转子电阻比后者大得多,所以伺服电动机与单机非同步电动机相比,有三个显著特点:
1、起动转矩大
由于转子电阻大,其转矩特性曲线如图3中曲线1所示,与普通非同步电动机的转矩特性曲线2相比,有明显的区别。它可使临界转差率S0>1,这样不仅使转矩特性(机械特性)更接近于线性,而且具有较大的起动转矩。因此,当定子一有控制电压,转子立即转动,即具有起动快、灵敏度高的特点。
2、运行范围较广
3、无自转现象
正常运转的伺服电动机,只要失去控制电压,电机立即停止运转。当伺服电动机失去控制电压后,它处于单相运行状态,由于转子电阻大,定子中两个相反方向旋转的旋转磁场与转子作用所产生的两个转矩特性(T1-S1、T2-S2曲线)以及合成转矩特性(T-S曲线)交流伺服电动机的输出功率一般是0.1-100W。当电源频率为50Hz,电压有36V、110V、220、380V;当电源频率为400Hz,电压有20V、26V、36V、115V等多种。
交流伺服电动机运行平稳、噪音小。但控制特性是非线性,并且由于转子电阻大,损耗大,效率低,因此与同容量直流伺服电动机相比,体积大、重量重,所以只适用于0.5-100W的小功率控制系统。
(3)1、伺服电机和步进电机的性能比较
步进电机作为一种开环控制的系统,和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中,步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现,交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势,运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。虽然两者在控制方式上相似(脉冲串和方向信号),但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。

伺服电机的选型案例



  • 伺服电机的选型原则和注意事项有哪些
    答:一、伺服电机的选型步骤 1、确定电机的机构部分,确定各机构零件(滚珠丝杆的长度,导程和带轮直径等)的细节;2、确定运转模式,如加减速时间、匀速时间、停止时间、循环时间、移动距离等;3、计算负载惯量和惯量比,结合各机构部计算负载惯量。(请参照普通的惯量及其计算方法)并且用所选的电机的惯量去...
  • 伺服电机怎样选型
    答:6)起制动和调速要求较高的机械,可选用直流电动机或带调速装置的交流电动机;7)需要自动伺服控制的情况下,需要选择伺服电机。3、电机转速的选择:电动机转速应符合机械传动的要求。在市电标准频率(50HZ)作用下,由于磁极对数不同,异步电动机同步转速有3000r/min,500 r/min,1000r/min,750/r/min...
  • 伺服电机如何选型?
    答:交流伺服电动机运行平稳、噪音小。但控制特性是非线性,并且由于转子电阻大,损耗大,效率低,因此与同容量直流伺服电动机相比,体积大、重量重,所以只适用于0.5-100W的小功率控制系统。(3)1、伺服电机和步进电机的性能比较 步进电机作为一种开环控制的系统,和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前...
  • 伺服电机选型时都需要考虑哪些问题?怎么计算?
    答:(4)选择可靠性高、便于维护的电动机。(5)考虑到互换性,尽量选择标准电动机。(6)为使整个系统高效率运行,要综合考虑电机的极数及电压等级。2、选用电动机的大致步骤可以考虑如下 (1)根据生产机械性的要求,选择电动机种类。(2)根据电源情况,选择电动机额定电压。(3)根据生产机械所要求的...
  • 伺服电机如何选型?怎么计算?
    答:选用伺服电机规格时,依下列步骤进行。 (1)明确负载机构的运动条件要求,即加/减速的快慢、运动速度、机构的重量、机构的运动方式等。 (2)依据运行条件要求选用合适的负载惯最计算公式,计算出机构的负载惯量。 (3)依据负载惯量与电机惯量选出适当的假选定电机规格。 (4)结合初选的电机惯量...
  • 伺服电机怎样选型?
    答: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...
  • 伺服电机怎么选型
    答:②CP、PLS是脉冲信号,有时还会被称为PUL ③关于这个CW和CCW呢一般是用于双脉冲的,CW是正传脉冲,CCW是反转脉冲。一般的驱动器可以单、双脉冲共有,所以一般都用DIR和PUL来注明 ④EN和FREE为脱机信号或使能信号,就是说这个信号有时,电机会自己断电,但驱动器不会断电 不同的厂家不同的标注,有的...
  • 伺服电机选型要求是什么?
    答:伺服电机的选型计算方法 1计算负载惯量,惯量的匹配,瑞思科伺服电机为例,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。2电机轴上负载力矩的折算和加减速力矩的计算。3转速和编码器分辨率的确认.4电缆选择,编码器电缆双绞屏蔽的,对于瑞思科伺服等台系产品绝对值编码器是6芯,...
  • 西门子伺服电机怎样选型
    答:1、选择标准:你需要的性能、你的预算、你能接受的交货期。国外品牌推荐:西门子、伦茨等;2、根据负载方式及大小计算出输出力矩,确定电机功率;3、根据工件运行方式等计算出转速范围,确定电机转速;4、确定需要不需要刹车;5、确定输出轴需不需要键槽补充。输出扭力方面如果转速满足要求,首先要考虑是否加装...
  • 在机械设计中如何对伺服电机进行选型?
    答:1、根据所需的扭矩、功率以及电机的容纳空间等对伺服电机进行选型。2、伺服电机(servo motor )是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补助马达间接变速装置。伺服电机可使控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制,并能快速...