什么是伺服電機(jī),常見(jiàn)伺服電機(jī)分類(lèi)
伺服電動(dòng)機(jī)又稱(chēng)為執(zhí)行電動(dòng)機(jī),在自動(dòng)控制系統(tǒng)中作為執(zhí)行元件。
按伺服電動(dòng)機(jī)使用電源性質(zhì)不同,可分為直流伺服電動(dòng)機(jī)和交流伺服電動(dòng)機(jī)。
看了上面分類(lèi),似乎覺(jué)得伺服電機(jī)跟我們電機(jī)學(xué)里面的電機(jī)分類(lèi)沒(méi)什么區(qū)別。
接下來(lái)我說(shuō)幾個(gè)伺服電機(jī)的特點(diǎn):往往具有高的轉(zhuǎn)速精度、高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)、非常寬的調(diào)速范圍、非常高的位置精度,也是由于這些特點(diǎn)決定了伺服電機(jī)在應(yīng)用上與普通電機(jī)有一些不同點(diǎn)。
伺服電機(jī)選型流程
在選用伺服電機(jī)時(shí),對(duì)電機(jī)外部工況我們要關(guān)注以下5個(gè)因素:
1、負(fù)載機(jī)構(gòu)(確定機(jī)構(gòu)類(lèi)型以及其細(xì)節(jié)數(shù)據(jù),如滾珠絲桿長(zhǎng)度、滾珠絲桿的直徑、行程和帶輪直徑等)。
三種典型的負(fù)載機(jī)構(gòu)類(lèi)型如下圖所示:
2、動(dòng)作模式(決定控制對(duì)象部分的動(dòng)作模式,時(shí)間與速度的關(guān)系;將控制對(duì)象的動(dòng)作模式換算為電機(jī)軸上的動(dòng)作形式;確定運(yùn)行模式,包括加速時(shí)間(ta)、勻速時(shí)間(tu)、減速時(shí)間(td)、停止時(shí)間(ts)、循環(huán)時(shí)間(tc)和運(yùn)動(dòng)距離(L)等參數(shù))。
3、負(fù)載的慣量、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速(經(jīng)換算可得到電機(jī)軸上的全負(fù)載慣量和全負(fù)載轉(zhuǎn)矩)。
4、定位精度(確認(rèn)編碼器的脈沖數(shù)是否滿(mǎn)足系統(tǒng)要求規(guī)格的分辨率)。
5、使用環(huán)境(如環(huán)境溫度、濕度、使用環(huán)境大氣及振動(dòng)沖擊等等)。
在進(jìn)行完以上的計(jì)算之后,根據(jù)以上的信息我們基本可以進(jìn)行初步的選定電機(jī)
然后在選用對(duì)應(yīng)伺服電機(jī)規(guī)格選用需要關(guān)注以下6個(gè)方面(這些信息通常會(huì)出現(xiàn)在電機(jī)的銘牌上,當(dāng)然選型手冊(cè)上會(huì)有更加全面和細(xì)致信息):
1、電機(jī)容量(W)
2、電機(jī)額定轉(zhuǎn)速(rpm)
3、額定扭矩及最大扭矩(N • m)
4、轉(zhuǎn)子慣量(kg • ㎡)
5、抱閘(制動(dòng)器)(根據(jù)動(dòng)作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),考慮在停電狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)下,是否會(huì)造成對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)。如果有轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì),就需要選擇帶抱閘的伺服電機(jī))
6、體積、重量、尺寸(西門(mén)子電機(jī)可以在DT Configurator 查詢(xún)電機(jī)的外形圖)
根據(jù)負(fù)載數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行電機(jī)選型的四個(gè)選型原則如下:
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等效到電機(jī)端的負(fù)載轉(zhuǎn)速< 電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速
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等效到電機(jī)端的有效轉(zhuǎn)矩 < 電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩
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等效到電機(jī)端的瞬時(shí)最大轉(zhuǎn)矩 < 電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩
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等效到電機(jī)端的負(fù)載慣量 < 5 倍的電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量
如果覺(jué)得上面的文字?jǐn)⑹隹雌饋?lái)不夠清晰,比較負(fù)載可以看看下面這個(gè)流程圖
電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器的選型基本步驟:
改進(jìn)的措施有:增加減速機(jī)構(gòu)、變更速度曲線(xiàn)、選擇大容量電機(jī)和降低負(fù)載慣量等方法。
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