控制用电机选用的基本要求有哪些(伺服电机选型计算方法)

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控制用电机选用的基本要求有哪些(伺服电机选型计算方法)

一、AC伺服电机的介绍


电机又称马达,作为一种最常用的动力源,主要原理是利用电磁感应定律将电能转换为机械能。其中伺服电机就是在普通电机的基础上增加控制与反馈,用于对电机的扭矩、速度、位置进行控制,伺服电机的主要分类及特点见图1。

图1 伺服电机分类

在伺服电机中,AC伺服电机使用方便、无需维护、性价比高,广泛应用于工业机器人、精密机床、精密测量台、移载臂、排线贴装等设备。如图2所示,AC伺服电机与滚珠丝杠、直线导轨配合使用,可以利用伺服电机的速度、位置控制精确设定工作台的移动速度、位置等。在手机贴装的机构中,伺服电机的扭矩控制可以防止压力过大破坏零件,以及用在对拧紧力矩有上限要求的机构中。同样,AC伺服电机还可以搭配同步带、齿轮齿条、分度盘等传动元件组成不同功能的工业设备。

二、 AC伺服电机的选型

伺服电机的参数很多,可以先选定额定转速、额定扭矩、进行惯量匹配,再对其他细化的参数如电压、编码器、功率等进行选择。

笔者简单介绍这三者的选择思路。

额定转速:转速n主要根据传动元件需要的进给速度v进行计算,如滚珠丝杆作为传动元件,则



额定扭矩:扭矩T需要考虑惯性矩(加速力矩)和摩擦力矩(负载力矩),同时也要根据行业情况选择合适的安全系数,一般取1.5~3。


惯量匹配:惯量匹配是一个设计时容易忽略的问题,当负载惯量越小,系统就越容易控制;当负载惯量越大,系统的响应速度就越慢;当惯量不匹配时,负载就不能在规定的时间内正常起动及在规定的位置精确停下,甚至有时候还会带来额外的系统振动。一般来说,当需要高响应的场合,负载惯量应小于10倍的电机惯量;对于启停要求不高的场合,或纯粹点到点的运动,可以考虑负载惯量在电机惯量的30倍左右。

对于伺服电机的选型,我们可以通过选型软件进行计算校核。

图2 电机选型系统


图3 丝杆传动电机选型计算


图4 转盘电机选型计算

图5 皮带传送电机选型计算

图6 齿轮齿条电机选型计算

以上为伺服电机选型计算方法,文中使用软件为免费软件,软件获取方式:

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