PDF《伺服电机选型的原则和注意事项》

341000 ) 摘要: 阐述了伺服电机的优点、 用途和选型的原则, 并对选型中难理解的概念做了详细解释, 介绍了选型时需要注意的事项, 为选择合 适的伺服电机提供了技术参考. 关键词: 伺服电机;

选型;

制动;

转动惯量;

负载电机惯量比 中图分类号: TM383.4 文献标识码: B 文章编号: 1672- 545X (2009 ) 11- 0129-

03 收稿日期: 2009- 08-

01 作者简介: 王军锋 (1980- ) , 男, 河北巨鹿人, 讲师, 硕士, 主要从事机电一体化产品的设计、 研究及应用.

129 Equipment Manufactring Technology No.11,2009 响应速度, 也越难控制, 惯量的适当增大只有在改善低速爬行 时有利, 因此, 机械设计时在不影响系统刚度的条件下, 应尽 量减小惯量. ②机械系统的惯量需和电机惯量相匹配才行, 负 载电机惯量比是一个系统稳定性的问题,与电机输出转矩无 关, 是电机转子和负载之间冲击、 松动的问题[4] . 不同负载电机 惯量比的电机可控性和系统动态特性如下: (1 )一般情况下, 当JL ≤ JM 时, 电机的可控性好, 系统的 动态特性好;

(2 )当JM <

JL ≤ 3JM 时, 电机的可控性会些稍降低, 系统 的动态特性较好;

(3 )当JL >

3JM 时, 电机的可控性会明显下降, 系统的动 态特性一般. 不同的机械系统, 对惯量匹配原则有不同的选择, 且有不 同的作用表现,但大多要求负载惯量与电机惯量的比值小于 10, 总之, 惯量匹配的确定需要根据具体机械系统的需求来确 定的[5] . 需要注意的是,不同系列型号的伺服电机给出的允许负 载电机惯量比是不同的, 可能是

3 倍、

15 倍、

30 倍等, 需要根 据厂家给定的伺服电机样本确定. 常见的机械类型驱动方式有: ①滚珠丝杠(直接连接), ② 滚珠丝杠(减速), ③齿条和小齿轮, ④同步皮带(传送带), ⑤链 条驱动, ⑥进料辊, ⑦主轴驱动等, 计算时需要根据具体的机 械类型驱动方式来计算负载惯量. 式(2 ) 为负载发电量的通用 计算公式. JL = M j =1 ΣJj ωj ω ω ω

2 + N j =1 Σmj Vj ω ω ω

2 (2 ) 式中, Jj ―― ―各转动件的转动惯量, kg ・ m2 ;

ωj ―― ―各转动件角速度, rad/min;

mj ―― ―各移动件的质量, kg;

Vj ―― ―各移动件的速度, m/min;

ω―― ―伺服电机的角速度, rad/min. 2.2 转速 电机选择首先应依据机械系统的快速行程速度来计算, 快速行程的电机转速应严格控制在电机的额定转速之内, 并 应在接近电机的额定转速的范围使用,以有效利用伺服电机 的功率;

额定转速、 最大转速、 允许瞬间转速之间的关系为: 允 许瞬间转速 >

最大转速 >

额定转速. 伺服电机工作在最低转速和额定转速之间时为恒转矩调 速,工作在额定转速和最大转速之间时为恒功率调速;

在运行 过程中, 恒转矩范围内的转矩是负载的转矩决定;

恒功率范围 内的功率是负载的功率决定;

恒功率调速是指电机低速时输 出转矩大, 高速时输出转矩小, 即输出功率是恒定的;

恒转矩 调速是指电机高速、 低速时输出转矩一样大, 即高速时输出功 率大, 低速时输出功率小. 2.3 转矩 伺服电机的额定转矩必须满足实际需要, 但是不需要留有 过多的余量, 因为一般情况下, 其最大转矩为额定转矩的

3 倍. 需要注意的是, 连续工作的负载转矩≤伺服电机的额定转 矩, 机械系统所需要的最大转矩 ........