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工控人家園 綜合討論 如何快速伺服電機選型

建云工控

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樓主發(fā)表于: 2018-04-27 10:35

只看樓主 | 小中大

上次，我們討論了如何簡單快速調(diào)試伺服電機，今天，我們探討伺服電機如何選型。上面是XY直角坐標機械手，由絲桿作為傳動部件。我們知道驅(qū)動模組運動可以是步進電機，也可以是伺服電機，但是對于我們設(shè)備制造商，我們不僅要考慮功能實現(xiàn)，而且還要考慮設(shè)備集成的成本，伺服電機要比步進電機的價格要高很多，所以，對于上面驅(qū)動電機，選用什么電機非常有必要。

是選用步進電機還是伺服電機呢？
選用那種電機，我們主要從這三方面考慮

1、轉(zhuǎn)速

步進電機轉(zhuǎn)速一般在600-1000轉(zhuǎn)/分

伺服電機3000-5000轉(zhuǎn)/分

2、扭矩

步進電機V/F曲線

伺服電機V/F曲線

從上面曲線我們可以看出隨著步進電機速度增大扭矩在減小（額定轉(zhuǎn)速為600轉(zhuǎn)/分鐘），而伺服電機（額定轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分鐘）是恒扭矩，除非超過伺服電機額定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩才會逐漸減小。

3、精度

我們知道步進電機的精度以步距角來衡量，市場上步進電機的步距角一般有0.36度/0.72度（五相電機）、0.9度/1.8度（二、四相電機）、1.5度/3度（三相電機）德國百格拉公司（BERGER LAHR）生產(chǎn)的三相混合式步進電機其步距角可通過撥碼開關(guān)設(shè)置為1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°。我們以步距角為0.036°的步進電機為例。

0.036=360/10000

假設(shè)給這個步進電機后端加上編碼器，那么公式相當于電機轉(zhuǎn)一圈編碼器發(fā)出10000個脈沖，編碼器分辨率是10000。

伺服電機的精度是電機后端的編碼器分辨率來衡量的，現(xiàn)在伺服編碼器分辨率達到2的23次方，可見伺服電機的精度遠遠比步進電機精度高。

至于選步進電機還是伺服電機，我們依據(jù)上面選擇條件就可以選定電機品種了，如果選用伺服電機，那么我們?nèi)绾未_定伺服電機的選型和參數(shù)呢？

選定伺服電機，我們依據(jù)這三個因素：

轉(zhuǎn)速：

N：電機轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分） V：物體移動速度（m/min） PB:絲桿導程(mm)

轉(zhuǎn)速選擇標準：N小于電機額定轉(zhuǎn)速的0.8倍

轉(zhuǎn)矩：

T總：驅(qū)動總轉(zhuǎn)矩 T負載：負載轉(zhuǎn)矩 T慣量：慣量轉(zhuǎn)矩 F：負載推理也就是摩擦系數(shù)乘以負載重力 PB：絲桿導程 J總：系統(tǒng)總慣量 β :角加速度 J負載：負載的慣量 J聯(lián)軸節(jié)：聯(lián)軸節(jié)的慣量 J絲桿：絲桿的慣量 M：負載重量 D：直徑 N：轉(zhuǎn)速

轉(zhuǎn)矩選擇標準：T總小于電機額定轉(zhuǎn)矩的0.8倍

精度

我們以上銀絲桿為例，來看看伺服電機和絲桿選配