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如何判斷伺服電機的性能

發布時間:9/22/2016 2:14:25 PM    點擊數:   
伺服電機,按照通常的區分劃分為步進電機、直流有刷伺服電機、直流無刷伺服電機、交流伺服電機, 隨著科技的日益進步,很多特種伺服電機應運而生,比如壓電陶瓷電機、直線電機以及音圈電機,在這里我 們主要講講通常意義下伺服電機的選擇。 選擇什么樣的伺服電機,在很大程度上取決于負載的物理特性,負載的工作特性、系統要求以及工作環 境。一旦系統要求確定后,無論選擇何種形式的伺服電機,首先要考慮的是選擇多大的電機合適,主要考慮 負載的物理特性,包括負載扭矩、慣量等。在伺服電機中,通常以扭矩或者力來衡量電機大小,所以選電機 首先要計算出折算到電機軸端負載扭矩或者力的大小。計算出扭矩以后需求留出一部分余量,一般選擇電機 連續扭矩>=1.3倍負載扭矩,這樣能保證電機可靠的運行。除此外還需求計算折算到軸端負載慣量的大小, 一般選擇負載慣量:電機轉子慣量<5:1,以保證伺服系統響應的快速性。假如出現電機和負載之間慣量, 扭矩不匹配的情況,那么只能犧牲速度,在電機和負載間增加減速機了,這時你需求權衡。 選擇出用多大扭矩的電機后,需求做的是了解負載的工作特性和工作環境。負載的工作特性包括如負載 是高速還是低速運行,加速度需求達到多少,是否需求頻繁起停,頻率需求達到多少,系統運行精度等等。 這時選擇伺服電機也并沒有什么特定的規律可循,關鍵的是你所選擇的電機必須適應你負載運動的工作要 求。比如在系統精度要求不高、運動速度在幾百轉以下(不超過500轉)但不至于過低(大于1轉),不需 要頻繁起停的情況下,步進電機是一種很好的選擇。這是由于步進電機開環控制,控制精度低,速度太高, 電機扭矩會下降的很快,將帶不動負載,速度過低會出現轉動不連續的爬行現象,而且步進電機的響應也不 快,不適合頻繁啟動的應用場合。當運動速度幾轉到3000多轉以下時,控制精度相對要求較高,可以選擇直 流或者交流伺服電機。一般情況下,交流伺服電機低速特性不如直流伺服電機,假如負載工作于較低速,建 議選擇直流伺服電機。而有刷直流電機由于存在電刷換相,會有換相環火產生,在真空防暴水下等場合是 不能使用的,并且由于環火使電機軸膨脹以及傳導給連接部件,在系統精度要求高的場合也不能使用,F在 產業應用中廣泛應用的交流伺服電機為交流永磁同步電機,由于其在額定轉速以下呈現的恒扭矩特性,所以 多用于負載扭矩恒定或者變化不大的場合,比如機床進給系統。選擇是相對的,同一種應用,可以用交流也 可以用直流,有時取決于環境,比如有的機器人項目,交流電源相對而言比較難得到,那就只能用直流伺服 電機了。還有很多特殊應用場合,常規意義的伺服電機是很難完成任務的,比如超低速平穩運行,有的甚至 低到每年幾轉,一般的伺服電機完成不了這個要求,只能選擇力矩電機來完成任務了。又比如需求頻繁起 停、快速響應、高加速度,普通伺服也很難滿足要求,一般交流伺服電機帶負載頻繁起停頻率不會高于 5HZ,而直線電機就不差未幾了,可以做到高加速度有的達30G,起停頻率可到20HZ。選擇電機唯一的規律就是 了解負載特性,了解工作環境,了解電機特性,只有這樣才能選擇合適的伺服電機。
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