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伺服电机选型技术的指南

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伺服电机选型技术的指南

米购人员必看-- 伺服电机选型

伺服电机在工控领域是最常见的产品之一,采购人员在采购伺服电机时需要对伺服电机有个

全面的了解,找到真正的适合产品,不仅可以使机器快速兼容的运转,同时对于企业提高效率、节能减排也功不可没,下面简单给大家介绍下伺服电机的选型

1、机电领域中伺服电机的选择原则

现代机电行业中经常会碰到一些复杂的运动,这对电机的动力荷载有很大影响。伺服驱动装置是许多机电系统的核心,因此,伺服电机的选择就变得尤为重要。首先要选岀满足给定负载

要求的电动机,然后再从中按价格、重量、体积等技术经济指标选择最适合的电机。

各种电机的T- 曲线

(1 )传统的选择方法

这里只考虑电机的动力问题,对于直线运动用速度v(t),加速度a(t)和所需外力F(t)表示,

对于旋转运动用角速度(t),角加速度(t)和所需扭矩T(t)表示,它们均可以表示为时间的

函数,与其他因素无关。很显然。电机的最大功率P电机,最大应大于工作负载所需的峰值功率P峰值,但仅仅如此是不够的,物理意义上的功率包含扭矩和速度两部分,但在实际的传动机构中它们是

受限制的。用峰值,T峰值表示最大值或者峰值。电机的最大速度决定了减速器减速比的上限,n

上限=峰值,最大/峰值,同样,电机的最大扭矩决定了减速比的下限,n下限=T峰值/T电机,最大,如果n下限

大于n上限,选择的电机是不合适的。反之,则可以通过对每种电机的广泛类比来确定上下限之间

可行的传动比范围。只用峰值功率作为选择电机的原则是不充分的,而且传动比的准确计算非常

繁琐。

(2)新的选择方法

一种新的选择原则是将电机特性与负载特性分离开,并用图解的形式表示,这种表示方法使得驱动装置的可行

性检查和不同系统间的比较更方便,另外,还提供了传动比的一个可能范围。

这种方法的优点:适用于各种负载情况;将负载和电机的特性分离开;有关动力的各个参数均可

用图解的形式表示并且适用于各种电机。因此,不再需要用大量的类比来检查电机是否能够驱动

某个特定的负载。

在电机和负载之间的传动比会改变电机提供的动力荷载参数。比如,一个大的传动比会减小外部扭矩对电机运

转的影响,而且,为输岀同样的运动,电机就得以较高的速度旋转,产生较

大的加速度,因此电机需要较大的惯量扭矩。选择一个合适的传动比就能平衡这相反的两个方面。通常,应用有如下

两种方法可以找到这个传动比n,它会把电机与工作任务很好地协调起来。一

是,从电机得到的最大速度小于电机自身的最大速度电机,最大;二是,电机任意时刻的标准扭矩

小于电机额定扭矩M额定。

2、一般伺服电机 选择考虑的问题 (1 )电机的最高转速

电机选择首先依据机床快速行程速度。快速行程的电机转速应严格控制在电机的额定转 速之内。

式中,n nom 为电机的额定转速(rpm ); n 为快速行程时电机的转速(rpm ); V max 为直线运行速 度(m/min ); u 为系统传动比,u=n 电机/n 丝杠;P h 丝杠导程(mr ) (2 )惯量匹配问题及计算负载惯量

为了保证足够的角加速度使系统反应灵敏和满足系统的稳定性要求 ,负载惯量J L 应限制在

2.5倍电机惯量J M 之内,即J L 2.5J M

(3)空载加速转矩

空载加速转矩发生在执行部件从静止以阶跃指令加速到快速时。 一般应限定在变频驱动系统

最大输岀转矩的80%以内。

式中,T Amax 为与电机匹配的变频驱动系统的最大输岀转矩 (N.m ); T F 为快速行程时转换到电机轴上的载荷转矩( N.m ); t ac 为快速行程时加减速时间常数

(ms )。

(4) 切削负载转矩

在正常工作状态下,切削负载转矩

T ms 不超过电机额定转矩 T MS 的80%。

T ms T c

D?

T

MS

80%

式中,T c 为最大切削转矩(N.m ) ; D 为最大负载比。 (5) 连续过载时间

连续过载时间t b n 应限制在电机规定过载时间

t Mon 之内。

V max u

P h

103

n nom

J L

J j

(一^)

式中,J j 为各转动件的转动惯量,

2

kg.m

j 为各转动件角速度,

rad/min ; m j 为各移动

件的质量,kg ; V j 为各移动件的速度,

m/min ; 为伺服电机的角速度, rad/min 。

T max

2 n( J L J M

)

60t ac

T F T A max 80%

(N.m ) ; T max 为空载时加速转矩

3、根据负载转矩选择伺服电机

根据伺服电机的工作曲线,负载转矩应满足:当机床作空载运行时,在整个速度范围内,

加在伺服电机轴上的负载转矩应在电机的连续额定转矩范围内,即在工作曲线的连续工作区;最大负载转矩,加载周期及过载时间应在特性曲线的允许范围内。加在电机轴上的负载转矩可以折

算出加到电机轴上的负载转矩。

T C

T L

式中,T L为折算到电机轴上的负载转矩(N.m);F为轴向移动工作台时所需的力(N);L

为电机每转的机械位移量(m ;T C为滚珠丝杠轴承等摩擦转矩折算到电机轴上的负载转矩

(N.m))

为驱动系统的效率。

F F c (W f g F c f)

式中,F c为切削反作用力(N); f g为齿轮作用力(N);W为工作台工件等滑动部分总重量

(N);F c f为由于切削力使工作台压向导轨的正压力(N);为摩擦系数。无切削时,

F (W f g)。

计算转矩时下列几点应特别注意。

(a)由于镶条产生的摩擦转矩必须充分地考虑。通常,仅仅从滑块的重量和摩擦系数来计算的转矩很小的。请特别注意由于镶条加紧以及滑块表面的精度误差所产生的力矩。

(b)由于轴承,螺母的预加载,以及丝杠的预紧力滚珠接触面的摩擦等所产生的转矩均不能忽略。尤其是小型轻重量的设备。这样的转矩回应影响整个转矩。所以要特别注意。

(c)切削力的反作用力会使工作台的摩擦增加,以此承受切削反作用力的点与承受驱动力

的点通常是分离的。如图所示,在承受大的切削反作用力的瞬间,滑块表面的负载也增加。当计

算切削期间的转矩时,由于这一载荷而引起的摩擦转矩的增加应给予考虑。

(d)摩擦转矩受进给速率的影响很大,必须研究测量因速度工作台支撑物(滑块,滚珠,压力),滑块表面材料及润滑条件的改变而引起的摩擦的变化。已得出正确的数值。

(e)通常,即使在同一台的机械上,随调整条件,周围温度,或润滑条件等因素而变化。当计算负载转矩时,请尽量借助测量同种机械上而积累的参数,来得到正确的数据。

4、根据负载惯量选择伺服电机

为了保证轮廓切削形状精度和低的表面加工粗糙度,要求数控机床具有良好的快速响应特性。随着控制信号的变化,电机应在较短的时间内完成必须的动作。负载惯量与电机的响应和快

速移动ACC/DEC时间息息相关。带大惯量负载时,当速度指令变化时,电机需较长的时间才能到达这一速度,当二轴同步插补进行圆弧高速切削时大惯量的负载产生的误差会比小惯量的大一些。因此,加在电机轴上的负载惯量的大小,将直接影响电机的灵敏度以及整个伺服系统的精度。

当负载惯量5倍以上时,会使转子的灵敏度受影响,电机惯量J M和负载惯量J L必须满足:

J L

J M

由电机驱动的所有运动部件,无论旋转运动的部件,还是直线运动的部件,都成为电机的

负载惯量。电机轴上的负载总惯量可以通过计算各个被驱动的部件的惯量,并按一定的规律将其

相加得到。

(a)圆柱体惯量

如滚珠丝杠,齿轮等围绕其中心轴旋转时的惯量可按下面公式计算:

J D4L (kg cm2)

32

式中,丫为材料的密度(kg/cm ) ;D为圆柱体的直经(cm) ;L为圆柱体的长度(cm)。

(b)轴向移动物体的惯量工件,工作台等轴向移动物体的惯量,可由下面公式得岀:

J W(^L)2(kg cm 2)

式中,W为直线移动物体的重量(kg) ;L为电机每转在直线方向移动的距离(cm)。

(c)圆柱体围绕中心运动时的惯量如图所示:

圆柱体围绕中心运动时的惯量

属于这种情况的例子:如大直经的齿轮,为了减少惯量,往往在圆盘上挖出分布均匀的孔

这时的惯量可以这样计算:

2 2

J J 0 WR (kg cm )

式中,J0为圆柱体围绕其中心线旋转时的惯量(kgcm2) ;W为圆柱体的重量(kg) ;R为旋转

半径(cm)。

(d)相对电机轴机械变速的惯量计算将上图所示的负载惯量Jo折算到电机轴上的计算方

法如下:

N l 2、

J J o ( kg cm )

N2

式中,N j、N2为齿轮的齿数。

5、电机加减速时的转矩

(1)按线性加减速时加速转矩

电机加速或减速时的转矩

按线性加减速时加速转矩计算如下:

2 n m 1

60 104t a

J L)(1 e Ksta) (N.m)

式中,n m为电机的稳定速度; t a为加速时间;

2 J M为电机转子惯量(kg.cm ); J L为折

算到电机轴上的负载惯量(kg.cm2);K s为位置伺服开环增益。

加速转矩开始减小时的转速如下:

1Ksta

n r n m[1 (1 e )]

t a K s (2 )按指数曲线加速

此时,速度为零的转矩电机按指数曲线加速时的加速转矩曲线To可由下面公式给岀:

式中,t e 为指数曲线加速时间常数。 (3)输入阶段性速度指令

这时的加速转矩 Ta 相当于To ,

T O

射(J M

J L )

(N.m )

T a 2 n m 1

6T704^(J M J L ) (N.m ) 6、根据电机转矩均方根值选择电机 工作机械频繁启动,制动时所需转矩,当工作机械作频繁启动,制动时,必须检查电机是 否过热,为此需计算在一个周期内电机转矩的均方根值, 矩。电机的均方根值由下式给岀:

并且应使此均方根值小于电机的连续转 T rms

(T a T f )% 2 2 2

T f t 2 (T a T f )2t i T o t 3

T 周

式中,T a 为加速转矩(Nn ) ; T f 为摩擦转矩(Nn ) ; T o 在停止期间的转矩(Nn );匕,t 2, t 3, T 周如下图所示 t i ,t 2,t 3,T 周的转矩曲线

负载周期性变化的转矩计算,也需要计算出一个周期中的转矩均方根值,且该值小于额定 转矩。

这样电机才不会过热,正常工作。

可由下面公式求得( ts=Ks

西门子伺服电机选型手册

西门子伺服电机选择手册,SINAMICS S120是一种集V/F、矢量控制和伺服控制于一体的新型驱动控制系统。普通异步电动机不能控制转矩,也不能控制三相异步电动机。 S120系列驱动与伺服电机选型手册第1部分:典型结构的多轴驱动控制单元电机模块与通用直流母线电源模块。带起动机(或scout)和SIMATIC manager软件或s7-300400的书本式柜式PC典型配置图,SIMOTION O/D/P 24 V DL说明:1:主控制模块cu320 2:电源模块SIM 或ALM+24 V电源3:单轴电机模块4:两轴电机模块234电源线终端模块驱动Cliq编码器反馈信号线选项板电抗器功率滤波器传感器模块无编码器电机运动控制,带drivc Cliq接口西门子(中国)自动化传动集团有限公司生产机械SINAMICS S120系列,选自《S120驱动与伺服电机选型手册》第1章多轴传动概述。Sinamics120是一种集V/F、矢量控制和伺服控制于一体的新型驱动控制系统。它不仅可以控制普通的三相异步电动机,还可以控制步进电动机、转矩电动机和直线电动机。其强大的定位功能将实现进给轴的绝对和相对定位。2007年6月发布的DCC(drive control chart)功能将实现逻辑、计算和简单处理功能。SINAMICS S120产品包括:用于普通直流母线的DCAC逆变器和用于单轴的ACAC逆变器。具有公共直流母

线的DC/AC逆变器也称为多轴驱动。它的结构是电源模块和机器模块分开。电源模块将三个交流电整流成540V或600DC,并将电机模块(一个或多个)连接到直流母线。特别适用于多轴控制,特别适用于造纸、包装、纺织、印刷、钢铁等行业。优点是电机轴间能量共享,接线方便简单●单轴控制交流变频器,俗称单轴交流传动,其结构是功率模块和电机模块的组合,特别适合单轴速度和定位控制。本书第一部分包括第1至4章,主要介绍多轴交流传动。第二部分包括第五章至第八章,主要介绍单轴交流传动。第三部分包括第九章,主要介绍电机电缆和信号电缆。第四部分包括第10章,介绍了同步和异步伺服电机的指令数据。第五部分,包括第11章,简要介绍了运动控制系统的指令数据。这本书中的技术资料基本上是英文的。详情请参阅英文原文。西门子(中国)有限公司自动化与传动集团运动控制部生产的机械系列S120系列,源自《S120驱动与伺服电机选型手册》第二章。功率模块是我们通常所说的整流器或整流器/反馈单元。它将三相交流电整流成直流电,并为每个抑制模块(通常称为逆变器)供电。具有反馈功能的模块还可以向电网提供直流电。根据是否有反馈功能和反馈方式,将功率模块分为以下三类:基本线路模块:整流单元,但无反馈功能。智

伺服电机及选型

伺服电机及选型 Document number:NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

伺服电机伺服电机(servomotor)是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机。伺服电机可以控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制,并能快速反应,在自动控制系统中,用作执行元件,可把所收到的转换成电动机轴上的角位移或输出。 “伺服”一词源于希腊语“奴隶”的意思,“伺服电机”可以理解为绝对服从控制信号指挥的电机:在控制信号发出之前,转子静止不动,当控制信号发出时,转子立即转动;当控制信号消失时,转子能即时停转。因此伺服电机指的是随时跟随命令进行动作的一种电机,是以其工作性质命名的。 伺服主要靠脉冲来定位,伺服电机接收到一个脉冲就会旋转一个脉冲对应的角度,从而实现位移。伺服本身带有编码器,具备发出脉冲的功能,所以伺服电机每旋转一个角度,就会发出对应数量的脉冲。等于是把电机旋转的详细信息反馈回去,形成闭环。这样的话,系统就会知道发了多少脉冲给电机,同时又收了多少脉冲回来,这样就能很精准的控制电机的转动,实现非常精准的定位。 一、伺服电机分类 1、直流伺服 结构简单控制容易。但从实际运行考虑,直流伺服电动机引入了机械换向装置,成本高,故障多,维护困难,经常因碳刷产生的火花影响生产,会产生电磁干扰。而且碳刷需要维护更换。机械换向器的换向能力,也限制了电动机的容量和速度。 2、交流伺服 分为永磁同步伺服电机和异步伺服电机。目前运动控制基本都用同步电机。

永磁同步伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的U/V/W 三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。特点如下: 1、控制速度非常快,从启动到额定转速只需几毫秒;而相同情况下异步电机却需要几秒钟。 2、启动扭矩大,可以带动大惯量的物体进行运动。 3、功率密度大,相同功率范围下相比异步电机可以把体积做得更小、重量做得更轻。 4、运行效率高。 5、可支持低速长时间运行。 6、断电无自转现象,可快速控制停止动作。 7、控制和响应性能比异步伺服电机高很多。 二、伺服电机计算 、电机转矩 电机转矩,简单的说,就是转动的力量的大小。也就是电机可以发出多大的力,转矩是一种力矩,力矩在物理中的定义是: 力矩= 力 ×力臂 这里的力臂就可以看成电机所带动的物体的转动半径。如果电机转矩太小,就带不动所要带的物体,也就是感觉电机的“劲”不够大。 假设我们是采用滚珠丝杆使工件做平行移动: 假设: 负载速度: s m v L /01.0= 检测物体质量: kg m j 5= 移动块质量: kg m z 25= 滚珠丝杆直径: m d B 02.0=

电机的选型计算

电机选型计算书 PZY 电机(按特大型车设计即重量为2500吨) 一、提升电机 根据设计统计提升框架重量为:2200kg,则总提升重量为G=2500+2200=4700kg 。设计提升速度为5-5.5米/分钟,减速机效率为0.95。 则提升电机所需要的最小理论功率: P=386.444495 .0605.58.94700=??? 瓦。 设计钢丝绳绕法示意图: 如图所示F=1/2*G ,V2=2*V1 即力减半,速度增加一 倍,所以F=2350 kg 。 根据设计要求选择电机功率应P >4444.386瓦,因为所有车库专用电机厂家现有功率P >4444.386瓦电机最小型号 5.5KW ,所以就暂定电机功率P=5.5KW ,i=60。 钢丝绳卷筒直径已确定为260mm ,若使设备提升速度到 5.5m/min 即0.09167m/s ;

由公式: D πων= 可求知卷筒转速: r D 474.1326 .014.311=?==πνω 查电机厂家资料知:电机功率:P=5.5KW 速比: i=60电机输出轴转速为ω=25r ,扭矩为M=199.21/kg ·m ,输出轴径d=φ60mm 。 则选择主动链轮为16A 双排 z=17,机械传动比为: 25474.13i 1' ==z z 54.31474 .131725z 1=?= 取从动轮16A 双排z=33; 1).速度校核: 所选电机出力轴转速为ω=25r ,机械减速比为33/17,得提升卷筒转速: r 88.1233 17251=?=ω 综上可知:提升钢索自由端线速度: min)/(52.1026.088.1214.3m D =??==πων 则提升设备速度为:v=10.52/2=5.26m/min 。 2).转矩校核: 设备作用到钢索卷筒上的力为:G/2=2350kg 。

菲仕伺服电机选型样本

Type U301.20.30.94Nm 1.18Nm 2000Rpm 2500Rpm 0.45A 0.57A 0.20Kw 2.30Nm/A 139V/Krpm 133Hz 118.34Ohm 120.80mH -V 370V 0.13mkgm2 2.2kg 2.9kg U301.60.30.95Nm 1.39Nm 6000Rpm 7400Rpm 1.30A 2.00A 0.60Kw 0.48Nm/A 29V/Krpm 400Hz 10.17Ohm 14.53mH -V 372V 0.13mkgm2 2.2kg 2.9kg U302.20.3 2.00Nm 2.48Nm 2000Rpm 2500Rpm 0.98A 1.19A 0.42Kw 2.30Nm/A 139V/Krpm 133Hz 41.30Ohm 59.20mH -V 371V 0.194mkgm2 2.7kg 3.4kg U302.50.3 2.00Nm 2.60Nm 5000Rpm 6000Rpm 2.00A 2.60A 1.05Kw 1.09Nm/A 66V/Krpm 333Hz 8.51Ohm 14.55mH -V 333V 0.194mkgm2 2.7kg 3.4kg U304.10.3 3.90Nm 3.95Nm 1000Rpm 1500Rpm 1.00A 1.10A 0.41Kw 3.95Nm/A 239V/Krpm 67Hz 87.44Ohm 120.36mH -V 380V 0.156mkgm2 4.5kg 5.2kg U304.20.3 4.18Nm 4.91Nm 2000Rpm 2500Rpm 2.00A 2.36A 0.88Kw 2.29Nm/A 139V/Krpm 133Hz 15.85Ohm 29.58mH -V 371V 0.156mkgm2 4.5kg 5.2kg U304.50.2 3.95Nm 4.00Nm 5000Rpm 7500Rpm 10.00A 10.00A 2.07Kw 0.43Nm/A 26V/Krpm 333Hz 0.48Ohm 1.40mH 201V -V 0.156mkgm2 4.5kg 5.2kg U304.50.3 3.95Nm 4.00Nm 5000Rpm 7500Rpm 5.50A 6.10A 2.07Kw 0.73Nm/A 44V/Krpm 333Hz 1.40Ohm 4.10mH -V 344V 0.156mkgm2 4.5kg 5.2kg U503.20.3 3.80Nm 4.42Nm 2000Rpm 2628Rpm 1.65A 1.80A 0.80Kw 2.28Nm/A 138V/Krpm 133Hz 16.88Ohm 63.67mH -V 338V 0.97mkgm2 4.8kg 5.8kg U503.30.3 3.00Nm 3.50Nm 3000Rpm 3200Rpm 2.20A 2.56A 0.94Kw 1.36Nm/A 82V/Krpm 200Hz 7.01Ohm 31.60mH -V 374V 0.97mkgm2 4.8kg 5.8kg U503.40.3 2.80Nm 3.50Nm 4000Rpm 6000Rpm 3.20A 4.30A 1.17Kw 0.93Nm/A 56V/Krpm 267Hz 3.30Ohm 9.00mH -V 375V 0.97mkgm2 4.8kg 5.8kg U503.50.3 2.00Nm 3.50Nm 5000Rpm 5200Rpm 2.20A 3.80A 1.05Kw 1.00Nm/A 61V/Krpm 333Hz 3.14Ohm 14.30mH -V 376V 0.97mkgm2 4.8kg 5.8kg U505.20.3 5.08Nm 5.30Nm 1500Rpm 2244Rpm 2.00A 2.10A 0.80Kw 2.71Nm/A 164V/Krpm 133Hz 13.96Ohm 56.43mH -V 295V 1.13mkgm2 5.7kg 6.7kg U505.30.2 3.50Nm 5.00Nm 3000Rpm 4000Rpm 6.00A 7.00A 1.10Kw 0.65Nm/A 39V/Krpm 200Hz 0.97Ohm 2.94mH 170V -V 1.13mkgm2 5.7kg 6.7kg U505.40.3 4.00Nm 5.52Nm 4000Rpm 4800Rpm 4.20A 4.30A 1.68Kw 1.36Nm/A 82V/Krpm 267Hz 3.65Ohm 14.05mH -V 372V 1.13mkgm2 5.7kg 6.7kg U506.20.3 6.44Nm 7.34Nm 2000Rpm 2568Rpm 2.90A 3.30A 1.35Kw 2.32Nm/A 141V/Krpm 133Hz 6.92Ohm 31.04mH -V 322V 1.13mkgm2 6.8kg 7.8kg U506.20.2 5.70Nm 7.62Nm 2000Rpm 2500Rpm 4.40A 5.87A 1.19Kw 1.36Nm/A 82V/Krpm 133Hz 2.12Ohm 9.68mH 180V -V 1.13mkgm2 6.8kg 7.8kg U506.30.3 5.50Nm 6.63Nm 3000Rpm 3200Rpm 3.53A 4.24A 1.73Kw 1.56Nm/A 94V/Krpm 200Hz 3.37Ohm 20.60mH -V 349V 1.13mkgm2 6.8kg 7.8kg U506.30.2 5.80Nm 7.62Nm 3000Rpm 4000Rpm 8.53A 13.96A 1.82Kw 0.68Nm/A 41V/Krpm 200Hz 0.65Ohm 2.42mH 175V -V 1.13mkgm2 6.8kg 7.8kg U506.40.3 4.50Nm 5.87Nm 4000Rpm 5000Rpm 3.20A 4.80A 1.88Kw 1.29Nm/A 78V/Krpm 267Hz 2.25Ohm 9.79mH -V 375V 1.13mkgm2 6.8kg 7.8kg U509.30.2 6.60Nm 9.20Nm 3000Rpm 4000Rpm 8.50A 12.40A 2.07Kw 0.85Nm/A 51V/Krpm 200Hz 0.54Ohm 2.03mH 211V -V 1.33mkgm28.8kg 9.8kg U509.20.39.16Nm 10.40Nm 2000Rpm 2378Rpm 3.70A 4.05A 1.92Kw 2.55Nm/A 154V/Krpm 133Hz 4.83Ohm 25.77mH -V 346V 1.33mkgm28.8kg 9.8kg U509.40.3 6.00Nm 9.98Nm 4000Rpm 4200Rpm 4.00A 8.00A 2.51Kw 1.28Nm/A 77V/Krpm 267Hz 1.12Ohm 7.74mH -V 378V 1.33mkgm28.8kg 9.8kg U512.20.311.24Nm 13.18Nm 2000Rpm 2473Rpm 4.80A 5.50A 2.35Kw 2.52Nm/A 153V/Krpm 133Hz 2.97Ohm 17.29mH -V 334V 1.42mkgm210.8kg 11.8kg U512.40.3 6.00Nm 12.84Nm 2500Rpm 4500Rpm 5.00A 11.00A 1.57Kw 1.22Nm/A 74V/Krpm 267Hz 0.80Ohm 5.27mH -V 378V 1.42mkgm210.8kg 11.8kg U710.10.3 6.40Nm 7.80Nm 1000Rpm 1500Rpm 1.50A 1.90A 0.67Kw 4.33Nm/A 262.08V/Krpm 67Hz 18.90Ohm 90.20mH -V 373V 0.73mkgm28.5kg 11.5kg U710.40.39.60Nm 10.50Nm 4000Rpm 4100Rpm 6.70A 6.70A 4.02Kw 1.58Nm/A 95.63V/Krpm 267Hz 1.99Ohm 10.73mH -V 391V 0.73mkgm28.5kg 11.5kg U710.50.3 5.89Nm 8.98Nm 5175Rpm 5300Rpm 5.35A 8.60A 3.19Kw 1.10Nm/A 66.58V/Krpm 333Hz 1.03Ohm 8.10mH -V 375V 0.73mkgm28.5kg 11.5kg U715.35.312.35Nm 12.74Nm 3500Rpm 5000Rpm 7.10A 7.70A 4.53Kw 1.74Nm/A 105.32V/Krpm 233Hz 1.38Ohm 12.08mH -V 394V 1.0mkgm210.2kg 13.2kg U715.50.2 6.00Nm 12.00Nm 4500Rpm 5000Rpm 10.00A 21.60A 2.83Kw 0.62Nm/A 37.53V/Krpm 333Hz 0.14Ohm 1.53mH 174V -V 1.0mkgm210.2kg 13.2kg U720.05.316.80Nm 18.40Nm 500Rpm 800Rpm 2.00A 2.20A 0.88Kw 9.20Nm/A 556.85V/Krpm 33Hz 26.90Ohm 193.60mH -V 330V 1.3mkgm211.9kg 14.9kg U720.15.317.00Nm 19.00Nm 1500Rpm 1800Rpm 5.73A 6.44A 2.67Kw 3.29Nm/A 199.13V/Krpm 100Hz 2.88Ohm 31.24mH -V 371V 1.3mkgm211.9kg 14.9kg U720.20.311.70Nm 16.00Nm 2000Rpm 2500Rpm 5.09A 6.61A 2.45Kw 2.53Nm/A 153.13V/Krpm 133Hz 2.33Ohm 14.88mH -V 322V 1.3mkgm211.9kg 14.9kg U720.30.216.00Nm 19.00Nm 3000Rpm 4000Rpm 16.50A 20.67A 5.03Kw 0.99Nm/A 59.92V/Krpm 200Hz 0.36Ohm 3.96mH 204V -V 1.3mkgm211.9kg 14.9kg U720.30.316.80Nm 16.80Nm 3000Rpm 3700Rpm 11.80A 11.80A 5.28Kw 1.59Nm/A 95.94V/Krpm 200Hz 0.67Ohm 5.70mH -V 291V 1.3mkgm211.9kg 14.9kg U720.40.312.40Nm 17.79Nm 4000Rpm 4800Rpm 10.50A 15.19A 5.19Kw 1.28Nm/A 77.47V/Krpm 267Hz 0.55Ohm 3.90mH -V 319V 1.3mkgm213.6kg 16.6kg U725.50.214.00Nm 23.16Nm 4500Rpm 5000Rpm 20.00A 37.95A 6.60Kw 0.67Nm/A 40.55V/Krpm 333Hz 0.08Ohm 1.03mH 176V -V 1.6mkgm213.6kg 16.6kg U730.15.322.00Nm 23.80Nm 1500Rpm 2000Rpm 7.50A 8.00A 3.46Kw 3.22Nm/A 194.90V/Krpm 100Hz 2.00Ohm 20.06mH -V 317V 1.9mkgm215.2kg 18.2kg U730.20.322.00Nm 23.00Nm 2000Rpm 2150Rpm 8.50A 9.70A 4.61Kw 2.65Nm/A 160.40V/Krpm 133Hz 2.00Ohm 23.20mH -V 345V 1.9mkgm215.2kg 18.2kg U730.30.316.90Nm 26.60Nm 3000Rpm 3200Rpm 11.60A 18.90A 5.31Kw 1.52Nm/A 92.00V/Krpm 200Hz 0.38Ohm 3.50mH -V 287V 1.9mkgm215.2kg 18.2kg U740.05.324.00Nm 42.00Nm 500Rpm 800Rpm 2.50A 5.23A 1.26Kw 9.00Nm/A 544.74V/Krpm 33Hz 10.30Ohm 96.50mH -V 314V 2.4mkgm218.5kg 21.5kg U740.20.324.00Nm 34.00Nm 2000Rpm 2180Rpm 7.08A 13.48A 5.03Kw 2.72Nm/A 164.63V/Krpm 133Hz 0.80Ohm 8.04mH -V 327V 2.4mkgm218.5kg 21.5kg U740.30.321.80Nm 33.00Nm 3000Rpm 3200Rpm 14.00A 21.70A 6.85Kw 1.63Nm/A 98.66V/Krpm 200Hz 0.29Ohm 3.00mH -V 304V 2.4mkgm218.5kg 21.5kg We reserve the right to make technical changes. ULTRACT III Stand-still Weight (without Nominal Inductance Max Nominal Torque power Frequency Constant still speed torque brake)phase Weight (with brake)current Winding Stand-Back EMF between Nominal torque Nominal current Nominal speed Winding Resistance Rotor Inertia 400VAC Nominal Voltage (Supply Voltage)230VAC

交流伺服电机选型手册范本

ST系列交流伺服电机型号编号说明 1: 表示电机外径,单位:mm。 2:表示电机是正弦波驱动的永磁同步交流伺服电机。 3:表示电机安装的反馈元件,M—光电编码器,X—旋转变压器。 4:表示电机零速转矩,其值为三位数×,单位:Nm。 5:表示电机额定转速,其值为二位数×100,单位:rpm。 6:表示电机适配的驱动器工作电压,L—AC220V,H—AC380V。 7:表示反馈元件的规格,F—复合式增量光电编码器(2500 C/T),R—1对极旋转变压器。 8:表示电机类型,B—基本型。 9:表示电机安装了失电制动器。 SD系列交流伺服驱动器型号编号说明 1:表示采用空间矢量调制方式(SVPWM)的交流伺服驱动器 2:表示IPM模块的额定电流(15/20/30/50/75A) 3:表示功能代码(M:数字量与模拟量兼容) ●交流伺服电机与伺服驱动器适配表 ST系列电机主要参数 适配驱动器 ST系列电机ST系列电机 电机型号额定转矩: 额定转速 额定功率外形尺寸零售价(元) 110ST-M02030 2 Nm3000rpm SD15M SD20MN SD30MN SD50MN SD75MN 】 110×110×158 1500 110ST-M04030 4 Nm3000rpm110×110×1851700 110ST-M05030@ 5 Nm 3000rpm110×110×2001800 110ST-M06020 6 Nm2000rpm110×110×2171900 110ST-M06030 6 Nm3000rpm110×110×2171900 & 130ST-M04025 4 Nm2500rpm130×130×1631800 130ST-M0502 5 5 Nm2500rpm< 130×130×1712100 130ST-M06025 6 Nm2500rpm130×130×181( 2400

交流伺服电机选型重点学习的手册范本.doc

ST 系列交流伺服电机型号编号说明 1:表示电机外径 , 单位 :mm。 2:表示电机是正弦波驱动的永磁同步交流伺服电机。 3:表示电机安装的反馈元件,M—光电编码器,X—旋转变压器。 4:表示电机零速转矩,其值为三位数×,单位:Nm。 5:表示电机额定转速,其值为二位数×100,单位: rpm。 6:表示电机适配的驱动器工作电压,L— AC220V, H— AC380V。 7:表示反馈元件的规格,F—复合式增量光电编码器(2500 C/T ), R— 1 对极旋转变压器。 8:表示电机类型,B—基本型。 9:表示电机安装了失电制动器。 SD系列交流伺服驱动器型号编号说明 1:表示采用空间矢量调制方式(SVPWM)的交流伺服驱动器 2:表示 IPM 模块的额定电流( 15/20/30/50/75A ) 3:表示功能代码( M:数字量与模拟量兼容) ●交流伺服电机与伺服驱动器适配表 ST系列电机ST系列电机ST 系列电机主要参数 适配驱动器 额定功率 电机型号额定转矩额定转速外形尺寸零售价 ( 元 ) 110ST-M02030 2 Nm 3000rpm 110×110×158 1500 110ST-M04030 4 Nm 3000rpm 110×110×185 1700 110ST-M05030 5 Nm 3000rpm 110×110×2001800 110ST-M06020 6 Nm 2000rpm SD15M 110×110×217 1900 SD20MN 110ST-M06030 6 Nm 3000rpm SD30MN 110×110×217 1900 SD50MN 130ST-M04025 4 Nm 2500rpm SD75MN 130×130×163 1800 130ST-M05025 5 Nm 2500rpm 130×130×171 2100 130ST-M06025 6 Nm 2500rpm 130×130×181 2400 130ST-M07720Nm2000rpm130×130×1952900

松下三菱台达安川 西门子200w400W750W1000W1.5KW伺服电机蜗轮蜗杆减速机伺服电机扭矩计算公式

松下三菱台达安川西门子200w400W750W1000W1.5KW伺服电机蜗轮蜗杆减速机伺服电机扭矩计算公式 KS系列伺服蜗轮减速机 时间: 2011-11-16 09:48 点击: 2379 次 枫信KS精密伺服蜗轮减速机:具有间隙小、效率高、速比大、寿命长、振动低、低噪音、低温升、外观美、结构轻小、安装方便、定位精确等特点,适用于交流伺服马达、直流伺 服马达减 KS50 KS63 KS75 KS90 KS110 KS130 KS150 枫信KS精密伺服蜗轮减速机: 具有间隙小、效率高、速比大、寿命长、振动低、低噪音、低温升、外观美、结构轻小、安装方便、定位精确等特点,适用于交流伺服马达、直流伺服马达减速传动。适合于全球任何厂商所制造的驱动产品连接,如:松下、台达、安川、富士、三菱、三洋、西门子、施耐德等等。 KS精密伺服蜗轮减速机特点: 1、背隙在5-15弧分, 2、标准中心距: 50; 75; 90; 110;130;150. 3、传动比:一级:7.5-80;二级:60-500;三级:400-4000 4、输入功率:0.4KW-15KW 5、4个安装表面 6、表面光滑,外型轻小 7、低噪声,发热量小。 8、法兰可替换,可适配不同厂家的伺服电机 9、整机采用通用可替换部件组装。 产品应用: 适用于快速、精确定位机构: (1)适用于精密加工机床、印刷机械,食品机械、纺织机械,印花机械,自动化产业、工业机器人、医疗检验、精密测试仪器和自动化高精度的机电产品行业等; (2)适用于工厂自动化快速移载机构、机器人手臂抓取机构、智能立体仓库等。

KS伺服电机专用蜗轮蜗杆减速机样本下载地址:https://www.doczj.com/doc/464594749.html,/down/html/download/KS.rar 蜗轮蜗杆减速机型号: RV25、RV30、RV40、RV50、RV63、RV75、RV90、RV110、RV130、RV150 NRV25、NRV30、NRV40、NRV50、NRV63、NRV75、NRV90、NRV110、NRV130、NRV150 NMRV25、NMRV30、NMRV40、NMRV50、NMRV63、NMRV75、NMRV90、NMRV110、NMRV130

伺服电机选型计算

伺服电机选型计算 我将分为四部分为大家介绍伺服电机的选型:一、常见伺服电机的分类二、伺服电机选型的一般流程,注意事项以及改进措施三、西门子伺服电机选型常用的工具以及文档资料四、西门子伺服电机家族以及常见应用的介绍第一部分:问题中提到的伺服电机是一种怎样的电机?伺服电动机又称为执行电动机,在自动控制系统中作为执行元件。按伺服电动机使用电源性质不同,可分为直流伺服电动机和交流伺服电动机。 看了是上面分类,似乎觉得伺服电机跟我们电机学里面的电机分类没什么区别。接下来我说几个伺服电机的特点:往往具有高的转速精度、高的动态响应、非常宽的调速范围、非常高的位置精度,也是由于这些特点决定了伺服电机在应用上与普通电机有一些不同点。第二部分:我以自己最为熟悉同步伺服电机为例,提供一个伺服电机选型的流程。在选用伺服电机时,对电机外部工况我们要关注以下5个因素:1、负载机构(确定机构类型以及其细节数据,如滚珠丝杆长度、滚珠丝杆的直径、行程和带轮直径等)。三种典型的负载机构类型如下图所示: 2、动作模式(决定控制对象部分的动作模式,时间与速度的关系;将控制对象的动作模式换算为电机轴上的动作形式;确定运行模式,包括加速时间(ta)、匀速时间(tu)、减速时间(td)、停止时间(ts)、循环时间(tc)和运动距离(L)等参数)。 3、负载的惯量、转矩和转速(经换算可得到电机轴上的全负载惯量和全负载转矩)。 4、定位精

度(确认编码器的脉冲数是否满足系统要求规格的分辨率)。5、使用环境(如环境温度、湿度、使用环境大气及振动冲击等等)。在进行完以上的计算之后,根据以上的信息我们基本可以进行初步的选定电机然后在选用对应伺服电机规格选用需要关注以下6个方面(这些信息通常会出现在电机的铭牌上,当然选型手册上会有更加全面和细致信息):

PARKER伺服电机SMN选型手册

High-Torque Design, Compact Package Parker’s SMN series of rotary servo motors combines a high-performance segmented stator design with competitive pricing for today’s demanding servo applications. The modern eight-pole segmented stator architecture produces extremely high torque values for a given motor volume. The SMN motor family is offered in frame sizes ranging from 60 mm to 142 mm and is available with resolver, quadrature encoder or high-resolution SinCos feedback devices.SMN Motor Features ? High performance per dollar ? High torque density package ? 1.4 – 14.5 N-m continuous torque range ? Brushless construction ? Resolver, encoder or SinCos (absolute) feedback ? Five frame sizes from 60 mm to 142 mm ? IP64 standard ? IP65 option Motor Part Numbering System Series SMN -SMN Family Frame 060 - 60mm 082 - 82mm 100 - 100mm 115 - 115mm 142 - 142mm Stack 2 Winding P Q S T V Z Feedback Type Feedback Resolution 41 - Resolver, single speed 2F - Quadrature encoder, 2048 line 5D - SinCos w/ Hiperface? absolute encoder (Stegmann) Shaft K - Keyway Connector P - PS style Options N - None B - Holding brake V - IP65 (shaft seal)

伺服电机原理及选型规则

伺服电机原理及选型规则
2011-8-4 8:00:00 来源:
[摘要]:是在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补助马达间接变速装 置。伺服电机是可以连续旋转的电-机械转换器。作为液压阀控制器的伺服电机,属 于功率很小的微特电机,以永磁式直流伺服电机和并激式直流伺服电机最为常用。 [关键词]:伺服系统 发动机 马达 变速装置 伺服电机 什么是伺服电机? 伺服电机:是在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补助马达间接变速装 置。伺服电机是可以连续旋转的电-机械转换器。作为液压阀控制器的伺服电机,属 于功率很小的微特电机,以永磁式直流伺服电机和并激式直流伺服电机最为常用。 伺服电机的作用:伺服电机可使控制速度,位置精度非常准确。 伺服电机的分类:直流伺服电机和交流伺服电机。 直流伺服电机的输出转速与输入电压成正比,并能实现正反向速度控制。具有起动转 矩大,调速范围宽,机械特性和调节特性的线性度好,控制方便等优点,但换向电刷 的磨损和易产生火花会影响其使用寿命。 近年来出现的无刷直流伺服电机避免了电刷 摩擦和换向干扰, 因此灵敏度高, 死区小, 噪声低, 寿命长, 对周围电子设备干扰小。 直流伺服电机的输出转速/输入电压的传递函数可近似视为一阶迟后环节,其机 电时间常数一般大约在十几毫秒到几十毫秒之间。而某些低惯量直流伺服电机(如空 心杯转子型、印刷绕组型、无槽型)的时间常数仅为几毫秒到二十毫秒。 小功率规格的直流伺服电机的额定转速在 3000r/min 以上,甚至大于 10000r/min。因此作为液压阀的控制器需配用高速比的减速器。而直流力矩伺服电机 (即低速直流伺服电机)可在几十转/分的低速下,甚至在长期堵转的条件下工作, 故可直接驱动被控件而不需减速。 直流伺服电机分为有刷和无刷电机。 有刷电机成本低,结构简单,启动转矩大,调速范围宽,控制容易,需要维护, 但维护方便(换碳刷),产生电磁干扰,对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感 的普通工业和民用场合。 无刷电机体积小,重量轻,出力大,响应快,速度高,惯量小,转动平滑,力矩 稳定。控制复杂,容易实现智能化,其电子换相方式灵活,可以方波换相或正弦波换 相。 电机免维护, 效率很高, 运行温度低, 电磁辐射很小, 长寿命, 可用于各种环境。 交流伺服电机也是无刷电机,分为同步和异步电机,目前运动控制中一般都用同 步电机,它的功率范围大,可以做到很大的功率。大惯量,最高转动速度低,且随着 功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。 交流伺服电机的工作原理 伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的 U/V/W 三相电形成电磁场,转子 在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈 值与目标值进行比较, 调整转子转动的角度。 伺服电机的精度决定于编码器的精度 (线

伺服电机如何进行选型知识讲解

伺服电机选型技术指南 1、机电领域中伺服电机的选择原则 现代机电行业中经常会碰到一些复杂的运动,这对电机的动力荷载有很大影响。伺服驱动装置是许多机电系统的核心,因此,伺服电机的选择就变得尤为重要。首先要选出满足给定负载要求的电动机,然后再从中按价格、重量、体积等技术经济指标选择最适合的电机。 各种电机的T-ω曲线 (1)传统的选择方法 这里只考虑电机的动力问题,对于直线运动用速度v(t),加速度a(t)和所需外力F(t)表示,对于旋转运动用角速度ω(t),角加速度α(t)和所需扭矩T(t)表示,它们均可以表示为时间的函数,与其他因素无关。很显然。电机的最大功率P电机,最大应大于工作负载所需的峰值功率P峰值,但仅仅如此是不够的,物理意义上的功率包含扭矩和速度两部分,但在实际的传动机构中它们是受限制的。用ω峰值,T峰值表示最大值或者峰值。电机的最大速度决定了减速器减速比的上限,n上限=ω峰值,最大/ω峰值,同样,电机的最大扭矩决定了减速比的下限,n下限=T峰值/T电机,最大,如果n下限大于n上限,选择的电机是不合适的。反之,则可以通过对每种电机的广泛类比来确定上下限之间可行的传动比范围。只用峰值功率作为选择电机的原则是不充分的,而且传动比的准确计算非常繁琐。 (2)新的选择方法 一种新的选择原则是将电机特性与负载特性分离开,并用图解的形式表示,这种表示方法使得驱动装置的可行性检查和不同系统间的比较更方便,另外,还提供了传动比的一个可能范围。这种方法的优点:适用于各种负载情况;将负载和电机的特性分离开;有关动力的各个参数均可用图解的形式表示并且适用于各种电机。因此,不再需要用大量的类比来检查电机是否能够驱动某个特定的负载。 在电机和负载之间的传动比会改变电机提供的动力荷载参数。比如,一个大的传动比会减小外部扭矩对电机运转的影响,而且,为输出同样的运动,电机就得以较高的速度旋转,产生较大的加速度,因此电机需要较大的惯量扭矩。选择一个合适的传动比就能平衡这相反的两个方面。通常,应用有如下两种方法可以找到这个传动比n,它会把电机与工作任务很好地协调起来。一是,从电机得到的最大速度小于电机自身的最大速度ω电机,最大;二是,电机任意时刻的标准扭矩小于电机额定扭矩M额定。

伺服电机选型手册

博美德乮广州乯数控设备有限公司联系人丗付先生电话丗134******** BONMET SA Smart & Accurate BONMET SERVO SYSTEM 性能卓越●多合一控制方式 利用参数切换可分别使用:①位置控制;②速 度控制;③转矩控制;④JOG控制;⑤点对点 控制。 ●单轴定位功能

SA系列伺服驱动器内置了16节点的单轴定位功能,用户可以通过伺服驱动器的RS-232通 讯接口直接与触摸屏连接,从而省却了中间的PLC单元。 ●伺服系统分析功能 博美德伺服驱动器专用计算机软件Servofly,能对所有参数进行编辑、传送、比 较以及初始化,监控所有信号、报警、系统状态等,功能强大,操作便捷。 种类齐全●与机器匹配的伺服电机种类齐全 博美德伺服电机现在拥有27种不同型号,适 用面广泛,并且我们仍在不断开发新型产品。 ●多种配套类型伺服驱动器 博美德伺服驱动器拥有SA系列和SL系列2 个系列,现已涵盖0.4KW至5.5KW的多种类型驱动器,广泛运用于各种工业环境。 质量保证●伺服电机 选用高工作温度、高磁能积优质的永磁材料做成,使用优化的电磁参数设计,电机长期运行

时仍能保持优良的工作状态,IP65的防护等 级,特别适用于工业环境。 ●伺服驱动器 采用德国进口模块,专业的系统设计,先进的 PID控制算法,能与电机参数实现无缝联接, 使产品性能达到最佳效果。●控制软件 ●型号说明 ●适配类型 ●SM系列伺服电机●ML系列一体机 ●伺服驱动器规格●伺服驱动器连接图●伺服产品选件Contents ● 控制软件—Servofly Servofly 是Bonmet Motion GmbH 独立研 发的 SA

伺服电机原理及选型[1]

什么是伺服电机? 伺服电机:是在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补助马达间接变速装置。伺服电机是可以连续旋转的电-机械转换器。作为液压阀控制器的伺服电机,属于功率很小的微特电机,以永磁式直流伺服电机和并激式直流伺服电机最为常用。 伺服电机的作用:伺服电机可使控制速度,位置精度非常准确。 伺服电机的分类:直流伺服电机和交流伺服电机。 直流伺服电机的输出转速与输入电压成正比,并能实现正反向速度控制。具有起动转矩大,调速范围宽,机械特性和调节特性的线性度好,控制方便等优点,但换向电刷的磨损和易产生火花会影响其使用寿命。近年来出现的无刷直流伺服电机避免了电刷摩擦和换向干扰,因此灵敏度高,死区小,噪声低,寿命长,对周围电子设备干扰小。 直流伺服电机的输出转速/输入电压的传递函数可近似视为一阶迟后环节,其机电时间常数一般大约在十几毫秒到几十毫秒之间。而某些低惯量直流伺服电机(如空心杯转子型、印刷绕组型、无槽型)的时间常数仅为几毫秒到二十毫秒。 小功率规格的直流伺服电机的额定转速在3000r/min以上,甚至大于10000r/min。因此作为液压阀的控制器需配用高速比的减速器。而直流力矩伺服电机(即低速直流伺服电机)可在几十转/分的低速下,甚至在长期堵转的条件下工作,故可直接驱动被控件而不需减速 直流伺服电机分为有刷和无刷电机。 有刷电机成本低,结构简单,启动转矩大,调速范围宽,控制容易,需要维护,但维护方便(换碳刷),产生电磁干扰,对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。 无刷电机体积小,重量轻,出力大,响应快,速度高,惯量小,转动平滑,力矩稳定。控制复杂,容易实现智能化,其电子换相方式灵活,可以方波换相或正弦波换相。电机免维护,效率很高,运行温度低,电磁辐射很小,长寿命,可用于各种环境。 交流伺服电机也是无刷电机,分为同步和异步电机,目前运动控制中一般都用同步电机,它的功率范围大,可以做到很大的功率。大惯量,最高转动速度低,且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。 交流伺服电机的工作原理

在伺服系统选型及调试中,常会碰到惯量问题

在伺服系统选型及调试中,常会碰到惯量问题。其具体表现为:在伺服系统选型时,除考虑电机的扭矩和额定速度等等因素外,我们还需要先计算得知机械系统换算到电机轴的惯量,再根据机械的实际动作要求及加工件质量要求来具体选择具有合适惯量大小的电机;在调试时,正确设定惯量比参数是充分发挥机械及伺服系统最佳效能的前提。此点在要求高速高精度的系统上表现尤为突出,这样,就有了惯量匹配的问题。 一、什么是“惯量匹配”? 1、根据牛顿第二定律:“进给系统所需力矩T = 系统传动惯量J × 角加速度θ角”。加速度θ影响系统的动态特性,θ越小,则由控制器发出指令到系统执行完毕的时间越长,系统反应越慢。如果θ变化,则系统反应将忽快忽慢,影响加工精度。由于马达选定后最大输出T值不变,如果希望θ的变化小,则J应该尽量小。 2、进给轴的总惯量“J=伺服电机的旋转惯性动量JM +电机轴换算的负载惯性动量JL。负载惯量JL由(以平面金切机床为例)工作台及上面装的夹具和工件、螺杆、联轴器等直线和旋转运动件的惯量折合到马达轴上的惯量组成。 JM为伺服电机转子惯量,伺服电机选定后,此值就为定值,而JL则随工件等负载改变而变化。如果希望J 变化率小些,则最好使JL所占比例小些。这就是通俗意义上的“惯量匹配”。 二、“惯量匹配”如何确定? 传动惯量对伺服系统的精度,稳定性,动态响应都有影响。惯量大,系统的机械常数大,响应慢,会使系统的固有频率下降,容易产生谐振,因而限制了伺服带宽,影响了伺服精度和响应速度,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。衡量机械系统的动态特性时,惯量越小,系统的动态特性反应越好;惯量越大,马达的负载也就越大,越难控制,但机械系统的惯量需和马达惯量相匹配才行。不同的机构,对惯量匹配原则有不同的选择,且有不同的作用表现。不同的机构动作及加工质量要求对JL与JM大小关系有不同的要求,但大多要求JL与JM的比值小于十以内。一句话,惯性匹配的确定需要根据机械的工艺特点及加工质量要求来确定。对于基础金属切削机床,对于伺服电机来说,一般负载惯量建议应小于电机惯量的5倍。 惯量匹配对于电机选型很重要的,同样功率的电机,有些品牌有分轻惯量,中惯量,或大惯量。其实负载惯量最好还是用公式计算出来。常见的形体惯量计算公式在以前学的书里都有现成的(可以去查机械设计手册)。我们曾经做过一试验,在一伺服电机的轴伸,加一大的惯量盘准备用来做测试,结果是:伺服电机低速时停不住,摇头摆尾,

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