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伺服电机怎样进行选型?

时间:2021-06-04    作者:星辰智能

        与步进电机相比,伺服电机:

        a)伺服电机采用旋转编码器测量精度,步进电机采用步距角。在普通产品层面,前者的准确率可以达到后者的几百倍;

  b)伺服电机采用闭环控制,步进电机采用开环控制;

  c)控制方式类似(脉冲或方向信号)。

  2.电源

  伺服电机从电源上可以分为交流伺服电机和DC伺服电机。

  两者是更好的选择。对于一般自动化设备,甲方将提供标准的380伏工业电源或220伏电源。此时可以选择电源对应的伺服电机,避免了电源类型的改变。但是,一些设备,如立体仓库中的穿梭板和AGV小车,由于其移动性,大多使用自己的DC电源,因此通常使用DC伺服电机。

  3.抓住刹车

  根据动作机构的设计,考虑是否会造成电机在断电或静止状态下的反转趋势。如果有反趋势,就要选择带刹车的伺服电机。

  4.选择计算

  选型计算前,先确定机构末端的位置和速度要求,再确定传动机构。此时,可以选择伺服系统和相应的减速器。

  在选择过程中,主要考虑以下参数:

  4.1.功率和速度

  根据结构形式和最终负载的速度和加速度要求,计算电机所需的功率和速度。值得注意的是,一般情况下,需要结合所选电机的转速来选择减速器的减速比。

  在实际选择过程中,比如载荷水平移动,由于各传动机构摩擦系数和风载系数的不确定性,无法明确计算公式P=T*N/9549(扭矩无法准确计算)。实践中还发现,使用伺服电机所需的最大功率往往在加减速阶段。因此,可以用T=F*R=m*a*R来定量计算电机所需功率和减速器减速比(m:负载质量;a:载荷加速度;r:负载旋转半径)。

  需要注意以下几点:

  a)电机功率过剩系数;

  b)考虑机构的传动效率;

  c)减速器的输入输出扭矩是否达标,是否有一定的安全系数;

  d)后期是否有提速的可能。值得一提的是,在传统行业,比如起重机等行业,驱动都是用普通的感应电机,对加速度没有明确的要求,计算过程采用经验公式。注意:负载垂直运行时,注意重力加速度。

       4.2.惯性匹配

  要实现高精度的负载控制,需要考虑电机和系统的惯性是否匹配。

  至于为什么需要惯性匹配的问题,网上没有统一江湖的说法。个人理解有限,这里就不解释了。有兴趣的朋友可以自行考证,让我们知道。惯性匹配的原则是:考虑系统的惯性转化为电机轴,与电机的惯性比不大于10;比值越小,控制稳定性越好,但需要的电机越大,性价比越低。如果不了解具体的计算方法,请补大学的理论力学。

  4.3精度要求

  计算更换减速器和传动机构后,电机的控制精度是否能满足负载要求。减速器或某些传动机构有一定的回程间隙,需要考虑。

  4.4控制匹配

  这方面主要是和电气设计师沟通确认,比如伺服控制器的通讯方式是否和PLC匹配,编码器类型,是否需要提取数据等。

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