伺服电机选型技术的指南
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伺服电机选型和编码器选型计算
摘要
本文介绍了如何进行伺服电机和编码器的选型计算。
通过以下步骤,您可以选择适合您应用需求的伺服电机和编码器组合。
1. 确定应用需求
首先,您需要确定您的应用的一些关键需求,例如输出动力、扭矩要求、速度要求等。
2. 计算负载参数
根据您的应用需求,计算系统的负载参数,例如惯性矩、负载扭矩等。
这些参数将帮助您选择合适的伺服电机。
3. 伺服电机选型计算
使用所得到的负载参数,结合电机性能曲线和应用需求,计算所需的伺服电机的额定功率和最大扭矩。
同时,考虑电机的尺寸和重量限制来选择合适的型号。
4. 编码器选型计算
对于伺服电机,选择适当的编码器也是重要的。
根据应用需求和所选电机的分辨率,计算编码器的分辨率、线数和精度等参数。
5. 选择合适的组合
最后,在满足应用需求的前提下,根据电机和编码器的参数进行选择,以确保系统性能达到预期。
6. 总结
选型计算是有效选择适合应用需求的伺服电机和编码器的重要步骤。
通过明确应用需求、计算负载参数、进行选型计算和选择合适的组合,您可以确保您的系统能够高效稳定地工作。
以上是关于伺服电机选型和编码器选型计算的简要指南。
希望对您有所帮助!。
伺服电机选型的原则和注意事项伺服电机是一种精密控制器件,广泛应用于各种自动化设备和机械领域。
在进行伺服电机选型时,需要考虑多个因素,包括负载特性、控制精度、环境条件、成本等,才能选择到最适合的产品。
下面将介绍一些伺服电机选型的原则和注意事项,希望能为大家在选择伺服电机时提供一些帮助。
一、负载特性在进行伺服电机选型时,首先要考虑的是负载特性。
需要根据负载的特点来选择合适的伺服电机。
负载的特性可以通过负载转矩和负载惯量来描述。
负载转矩是指负载所需的最大转矩,而负载惯量则是负载对于运动的惯性。
根据负载的特性,可以确定所需的伺服电机的转矩和速度范围,以便选择合适的型号。
二、控制精度在伺服系统中,控制精度是非常重要的指标。
控制精度取决于伺服电机的性能和控制器的精度。
需要根据实际需要确定所需的控制精度,然后选择合适的伺服电机和控制器。
控制系统的动态响应速度也是一个重要的指标,需要根据实际应用来确定。
三、环境条件在选择伺服电机时,还需要考虑环境条件。
包括温度、湿度、震动等因素。
一些特殊的工作环境可能需要选择耐高温、防尘防水等特殊的型号。
还需要考虑伺服电机的安装方式和外壳材质等因素,以确保伺服电机可以在恶劣的环境条件下正常运行。
四、成本在进行伺服电机选型时,成本是一个重要的考虑因素。
除了伺服电机本身的成本外,还需要考虑安装、维护和使用成本。
需要综合考虑各种因素,选择性价比最高的产品。
还需要考虑产品的品牌和售后服务等因素,确保选择到性能可靠、服务完善的产品。
五、其他注意事项1. 选型人员需要了解伺服电机的基本原理和性能指标,避免因为对产品不熟悉而选择错误的型号。
2. 需要对负载特性进行准确的测量和分析,以确保选型的准确性。
3. 在选择伺服电机时,还需要考虑到未来的发展需求,以避免产品在后期无法满足实际需求的情况。
伺服电机选型是一个复杂的过程,需要综合考虑多个因素才能选择到最合适的产品。
希望上述原则和注意事项能够帮助大家在伺服电机选型时有所帮助。
伺服电机选型的原则和注意事项伺服电机是一种能够输出力矩的机电传动装置,可以将输入的电信号转化成相应的运动规律。
因其具有速度高、精度高、响应快等特点,广泛应用于机械制造、自动化设备、机器人、航空航天等领域。
在选择伺服电机时,需要考虑多种因素,包括性能、规格、成本、环境等。
下面我们将详细介绍伺服电机选型的原则和注意事项。
一、伺服电机选型的原则1. 性能匹配原则:选择伺服电机时,需充分考虑其输出功率、转速范围、定位精度、响应速度等性能指标,确保能够满足实际应用的要求。
通常情况下,需根据具体的负载特性、作业环境以及工作要求等方面综合考虑。
2. 稳定性原则:伺服电机在工作中需要具有稳定的运行特性,因此在选型时需要注意其输出稳定性、温升特性、抗扰性等指标,以确保其在各种工况下都能够稳定运行。
3. 经济性原则:在选型时,需综合考虑伺服电机的成本、维护费用、能耗等因素,选择性价比较高的产品。
在确保性能和质量的前提下,尽量降低成本。
4. 可靠性原则:伺服电机作为机械传动的重要部件,其可靠性直接关系到设备的稳定运行。
因此在选型时需选择品质可靠、性能稳定的产品,尽量避免使用劣质产品。
5. 适用性原则:伺服电机的选型需考虑其适用范围和使用环境,例如是否需要防尘防水、是否需要防爆功能、工作温度范围等。
选型时需根据实际工况选择适合的产品。
6. 可维护性原则:选型时需考虑伺服电机的可维护性,例如易损件的更换和维护难易程度、厂家售后服务的支持等方面,以确保设备的长期稳定运行。
1. 了解负载特性:在选型前需要充分了解实际应用中的负载特性,包括负载的惯性、摩擦力、阻尼力等,以便合理选择伺服电机的输出功率和转矩。
2. 确定运动要求:需明确了解设备对于速度、加速度、定位精度等方面的要求,以便选择适合的伺服电机类型和规格。
3. 注意温升和过载能力:在选型时需考虑伺服电机的持续运行能力和过载能力,以确保其在长期工作和瞬时过载情况下都能够正常运行。
伺服电机选型技术指南伺服电机是一种能够控制位置、速度和力矩的电机,被广泛应用于自动化控制系统中。
伺服电机的选型十分重要,它直接影响到系统的性能和稳定性。
本文将为大家介绍伺服电机的选型技术指南。
一、了解应用需求在选型之前,首先需要了解应用的需求和要求。
包括但不限于电机的扭矩要求、转速要求、精度要求等。
这些要求将指导我们在选型时考虑哪些因素,并帮助我们找到最适合的伺服电机。
二、根据工作负载选择电机类型根据应用的负载特性,我们可以选择适合的电机类型。
常见的伺服电机类型包括直流伺服电机(DC Servo Motor)、交流伺服电机(AC Servo Motor)、步进电机(Stepper Motor)等。
根据负载特性(如惯性、摩擦力矩等)选择合适的电机类型,以保证系统能够提供足够的扭矩和速度。
三、考虑动态性能伺服电机的动态性能非常重要,尤其是对于需要高速定位控制的应用。
动态性能主要由响应时间、加速时间和减速时间决定。
响应时间是指系统从接收到指令开始到开始变化的时间,加速时间和减速时间分别是将电机从静止状态加速到工作速度和从工作速度减速到静止状态所需的时间。
根据应用的需求,选择合适的动态性能指标,确保系统的响应速度和准确性。
四、考虑系统稳定性伺服系统的稳定性对于一些高精度和高速度应用非常重要。
系统的稳定性与伺服电机的增益和带宽有关。
增益是指系统对输入信号的放大倍数,带宽是指系统能够输出到给定频率的能力。
增益和带宽应根据系统的性能要求进行调整,以保证系统的稳定性和可靠性。
五、考虑环境条件环境条件也是选择伺服电机的重要因素。
包括但不限于温度、湿度、尘土等。
特殊的环境条件可能需要选择具有防护性能的电机,以确保电机的正常运行和寿命。
六、查看技术参数和规格在选型之前,我们还需要查看伺服电机的技术参数和规格。
包括额定电压、额定功率、最大扭矩、最高转速等。
同时,还需要了解电机的接口和控制方式,以确保电机可以与控制系统兼容。
伺服电机选型指南伺服电机是一种能够精准控制位置、速度和加速度的电动机,广泛应用于机器人、自动化设备、数控机床、医疗设备等领域。
选型合适的伺服电机对于机械设备的性能和稳定性有着重要的影响。
本文将从电机的参数、性能、适用环境等方面介绍伺服电机的选型指南。
一、电机参数1.功率:功率是电机输出能力的重要指标,根据设备的工作负载和所需功率大小选择合适的电机功率。
一般来说,电机的额定功率应大于设备最大负载功率的1.2倍左右。
2.转矩:电机转矩是指电机输出的扭矩大小,与设备的负载特性密切相关。
根据设备所需的最大转矩选择合适的电机转矩。
一般来说,电机的额定转矩应大于设备最大负载转矩的1.2倍左右。
3.转速:电机转速是指电机输出的转速大小,与设备运动速度有关。
根据设备所需的最大转速选择合适的电机转速。
一般来说,电机的额定转速应大于设备最大运动速度的1.2倍左右。
4.控制精度:伺服电机能够实现更高的控制精度和位置重复性,根据设备所需的控制精度选择合适的伺服电机。
一般来说,控制精度为±0.01°的伺服电机可以满足大多数应用的需求。
二、电机性能1.动态响应:动态响应是指伺服电机在响应控制指令时的速度和加速度特性。
对于需要快速响应和高加速度的应用,选择具有较好动态响应性能的伺服电机。
2.脉冲宽度调制(PWM)频率:PWM频率决定了电机控制的精度和稳定性,一般来说,选择具有较高PWM频率的伺服电机可以实现更精准的控制效果。
3.调速范围:伺服电机的调速范围指的是从最低转速到最高转速的比值,较大的调速范围能够满足更广泛的应用需求。
4.效率:电机的效率是指电机输出功率与输入功率之比,高效率的电机能够降低能源消耗和热量排放。
三、适用环境1.温度:伺服电机的工作温度范围应与设备所处环境温度相匹配,一般来说,工作温度范围为-20°C到40°C的伺服电机可以适应大多数应用环境。
2.湿度:对于湿度较高的工作环境,选择具有较高防潮性能的伺服电机。
伺服电机选型方法伺服电机是一种高性能驱动装置,具有位置、速度和力矩控制的特点。
在机械系统中,伺服电机广泛应用于工业机械、飞行器、机器人等领域。
因此,正确选择合适的伺服电机对于保证系统性能和运行稳定性非常重要。
本文将介绍伺服电机的选型方法。
1.确定负载特性:首先,需要确定负载的特性,包括需要控制的位置、速度和力矩范围。
负载的质量、惯性和摩擦等参数也需要考虑。
这些参数对于电机的选型具有重要影响。
2.确定运行条件:确定伺服电机的工作条件,如环境温度、湿度和海拔等情况。
这些因素也会影响电机的性能和选择。
3.选用正确的电机类型:根据负载特性和运行条件,选择合适的电机类型,如直流伺服电机、交流伺服电机或步进电机。
直流伺服电机通常适用于需要高精度和高速度控制的应用,而交流伺服电机适用于需要高扭矩输出和适应不同负载的应用。
4.计算负载转矩要求:根据负载的特性和应用要求,计算所需的转矩范围。
这可以通过测量或计算负载的惯性、阻力和力矩来实现。
5.评估电机性能:选择多个候选电机后,需要评估其性能参数,如额定扭矩、额定转速、额定电压和额定电流。
还需要考虑电机的动态响应特性,如响应时间和精确度。
6.选用合适的控制器:根据选定的电机类型和性能参数,选择合适的控制器。
控制器应具有与电机相匹配的控制模式和通信接口。
7.选择适当的电源:考虑到伺服电机的功耗和性能要求,选择适当的电源。
电源应能够提供所需的电压和电流。
8.考虑成本和可靠性:选择伺服电机时,还需要考虑其成本和可靠性。
质量好、性能稳定的电机可能更贵,但在长期使用中可能更可靠,减少维护和更换的成本。
9.进行实验验证:在选择电机之前,可以进行实验验证,通过实际测试来验证伺服电机是否能够满足负载和应用的要求。
综上所述,伺服电机的选型需要综合考虑负载特性、运行条件、电机类型、负载转矩要求、电机性能、控制器选择、电源选择、成本和可靠性等因素。
通过合理的选型,确保伺服电机能够满足系统的性能和应用要求。
伺服电机选型手册1. 引言伺服电机是一种能够精确控制运动位置、速度和力矩的电动机。
它通常由电机、编码器和伺服驱动器组成,可以在工业控制、自动化生产等领域中广泛应用。
本选型手册将为您介绍伺服电机的选型原则和方法,并为您提供一些建议,帮助您选择适合的伺服电机,以满足您的应用需求。
2. 选型原则在选择伺服电机时,我们应考虑以下几个原则:2.1 负载特性分析首先,我们需要分析应用的负载特性,包括负载的惯性、负载的运动模式(连续运动或间歇运动)、负载的最大运动速度和力矩等。
通过对负载特性的分析,可以确定所需的电机功率和扭矩。
2.2 控制精度要求控制精度是另一个重要考虑因素。
不同的应用对控制精度有不同的要求。
如果需要更高的控制精度,通常需要选择具有更高分辨率的编码器和更精确的驱动器。
2.3 环境条件环境条件也会影响伺服电机的选型。
例如,如果应用环境存在较高的温度或湿度,我们应选择具有较高的防护等级的伺服电机。
2.4 成本和可靠性最后,我们还需要考虑成本和可靠性因素。
根据应用需求和预算限制,选择合适的伺服电机,并确保其具有足够的可靠性,以避免故障和停机造成的损失。
3. 选型方法在选型伺服电机时,可以按照以下步骤进行:3.1 确定负载惯性和负载模式首先,确定应用的负载特性,包括负载的惯性和运动模式。
惯性可以通过负载的质量和尺寸计算得出。
运动模式可以根据应用的工作周期和停顿时间来确定。
3.2 计算所需的功率和扭矩根据负载的特性,计算所需的电机功率和扭矩。
功率计算公式如下:功率(W)= 扭矩(Nm) × 转速(rad/s)3.3 确定控制精度要求根据应用的控制精度要求,确定所需的编码器分辨率和驱动器性能。
3.4 选择合适的型号和规格根据以上计算结果和需求,选择合适的型号和规格的伺服电机。
可以参考厂商提供的技术手册和产品目录,查找符合要求的伺服电机型号。
3.5 考虑环境条件和成本要素在最终选择伺服电机之前,考虑应用环境条件和成本要素。
伺服电机选型指南导言:伺服电机是一种能够根据控制信号实现位置、速度和力矩控制的电机。
它具有高精度、高速度响应、高功率密度等优点,被广泛应用于自动化设备、机器人、数控系统等领域。
在选型伺服电机时,需要考虑多个因素,如要求的动态性能、机械结构、环境条件等。
下面将介绍一些选型伺服电机的指南。
一、确定性能需求:在选型伺服电机之前,首先需要明确所需要的性能需求。
动态性能是伺服电机最重要的指标之一,包括速度响应、加速度、定位精度等。
同时,还需要考虑所需的力矩范围、功率密度、温升、定位误差余量等指标。
根据具体应用的要求,确定这些性能需求。
二、了解机械结构:伺服电机的选型还需要了解机械结构。
机械结构将直接影响伺服电机的扭矩、惯量、安装方式等。
根据具体的机械结构来选择适合的伺服电机类型,如直线伺服电机、旋转伺服电机等。
三、选择合适的控制器:伺服电机的控制器是伺服系统的核心部分,它将影响伺服电机的性能以及系统的稳定性。
在选型伺服电机时,需要考虑是否配备合适的控制器,以及控制器的控制算法、通信接口等。
四、考虑环境条件:伺服电机的工作环境条件也是选型考虑的重要因素之一、工作环境的温度、湿度、振动等都会对伺服电机的性能和寿命产生影响。
因此,在选型伺服电机时,需要考虑环境条件,并选择适合的防尘、防水等级别。
五、参考厂家技术指标:在选型伺服电机时,可以参考厂家提供的技术指标。
常见的技术指标包括额定电流、额定功率、峰值扭矩、峰值电流、转矩常数、惯性等。
根据应用的需求和机械结构,选择符合要求的技术指标。
六、了解市场状况:在选型伺服电机之前,还可以了解一下市场上的主流产品和技术趋势。
通过了解市场情况,可以选择性价比更高的产品或技术,从而更好地满足应用需求。
总结:伺服电机的选型对于应用系统的性能和稳定性具有重要影响,因此在选型时需要考虑性能需求、机械结构、控制器、环境条件、厂家技术指标以及市场状况等因素。
通过综合考虑这些因素,可以选择到满足要求的伺服电机,从而提升应用系统的性能和效益。
伺服电机选型的原则和注意事项
伺服电机是一种可以精密控制位置和速度的电机。
在使用伺服电机时,需要根据具体的应用场景选型。
下面介绍一下伺服电机选型的原则和注意事项。
一、选型原则
1. 电机输出功率选择:根据所需的输出扭矩和转速来选择选择电机输出功率。
2. 电机扭矩选择:根据应用中的负载特点选择适合的扭矩范围的电机。
4. 电机控制方式选择:根据应用场景选取适合的通信方式,是否支持多轴联动以及其它基本控制功能。
5. 电机的精度选择:选择符合精度要求的电机。
二、选型注意事项
1. 环境温度:环境温度是选型的一个非常重要的因素,因为电机在运行时会产生热量,如果工作环境温度过高,就会影响电机的使用寿命。
2. 额定电压:电机的额定电压需要符合工作环境的电源条件,不能超出电机的电压范围。
3. 性能要求:应根据具体的应用场景,如加速、减速、负载变化等进行选型。
4. 扭矩曲线:扭矩曲线可以显示电机的性能,如低速扭矩和最大扭矩,以及电机性能曲线的平滑程度等,因此,在选型时需要注重扭矩曲线的性能。
5. 成本选择:除了技术性能之外,成本也是考虑选型的重要因素之一,需要根据可承受的经济压力选择价格适宜的伺服电机。
在选型之前,应该要考虑设备所使用的情况,具体的应用场景,这样才能选对更适合的伺服电机,这样才能使整个系统更加稳定可靠。
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 cD?TMS80%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 uP h103n nomJ LJ j(一^)式中,J j 为各转动件的转动惯量,2kg.mj 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 max2 n( J L J M)60t acT 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 CT 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 LJ 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 2J 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 160 104t aJ 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:1Kstan 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 MJ L )(N.m )T a 2 n m 16T704^(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 2T f t 2 (T a T f )2t i T o t 3T 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负载周期性变化的转矩计算图设计时进给伺服电机的选择原则是:首先根据转矩-速度特性曲线检查负载转矩,加减速 转矩是否满足要求,然后对负载惯量进行校合,对要求频繁起动、制动的电机还应对其转矩均方根进行校合,这样选择岀来的电机才能既满足要求,又可避免由于电机选择偏大而引起的问题。
8、伺服电机选择的步骤、方法以及公式 (1)决定运行方式根据机械系统的控制内容,决定电机运行方式,启动时间 ta 、减速时间td 由实际情况合机械刚度决定。
典型运行方式(2 )计算负载换算到电机轴上的转动惯量G D为了计算启动转矩T P ,要先求岀负载的转动惯量:定状态远行时山)右快遽进给切削进皓时W)没有正常运行•甫理超动*萍止时起动运打制动曄止一f — 1周期丄」hITfT.-rf申态TP; f式中,I 2为负载侧齿轮厚度; d 2为负载侧齿轮直径;l i 为电机侧齿轮厚度; d i 为电机侧齿2 2轮直径;为材料密度;GD |为负载转动惯量(kg.m ); N l 为负载轴转速rpm ; N m 为电机轴转速rpm ; 1/R 为减速比。