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自动化设备的伺服電機该怎么选?

2019-10-23 武汉迈信电气技术有限公司
 

伺服電機是自动化领域中使用较为广泛的电机,通常用于项目中较精确的速度或位置利用部件的驱动。自动化设备的设计者经常需要面临各种各样差异需求的电机选型问题,本文仅根据一些实际工作经历做分享,望能够给需要者提供一些资助。

 


01

應用場景

 

自动化领域的利用型电机可分为伺服電機、步进电机、变频电机等。在需要较为精确的速度或位置利用的部件,会选择伺服電機驱动。

 

變頻器+变频电机的利用方式,是通过改变输入电机的电源频率而改变电机转速的利用方法。一般只用于電機的調速利用。

 

伺服電機与步进电机相比:

 

a) 伺服電機使用闭环利用,步进电机为开环利用;

 

b) 伺服電機使用旋转编码器计量精度,步进电机使用步距角。一般産品級別上前者的精度可達後者的百倍數量級;

 

c) 利用方式相似(脉冲或方向信号)。
 

 

02

供電電源

 

伺服電機从供電電源上区分可分为交流伺服電機和直流伺服電機。

 

二者还是比力好选择的。一般的自动化设备,甲方都会提供尺度的380V工业电源或220V电源,此时选择对应电源的伺服電機即可,免去电源类型的转换。但有一些设备,好比立体堆栈中的穿梭板AGV小車等,由于自己的移動性質,大部门使用自帶直流電源,所以一般使用直流伺服電機

 

 

03

抱閘

 

根據動作機構的設計,考慮在停電狀態下或靜止狀態下,是否會造成對電機的反轉趨勢。如果有反转趋势,就需要选择带抱閘的伺服電機。

 

 

04

選型計算

 

選型計算前,首先要确定的是机构末端的位置和速度要求,再者确定传动机构。此时即可选择伺服系统和对应的減速器

 

 

選型過程中,主要考慮以下參數:

 

功率和速度

根據結構形式和最終負載的速度和加速度要求,計算電機所需功率和速度。值得注意的是,通常情況下需要結合所選電機的速度選取減速機的減速比。

 

在实际选型过程中,好比负载为水平运动,因为各个传动机构的摩擦系数和风载系数的不确定性,公式P=T*N/9549往往無法明确计算(無法精确计算扭矩的大小)。而在实践过程中,也发现使用伺服電機所需功率最大处往往是加减速阶段。所以,通过T=F*R=m*a*R可定量计算所需电机的功率大小和减速机的减速比(m:负载质量;a:负载加速度;R:负载旋转半径)。

 

有以下幾點需要注意:

 

a) 电机的功率富余系数;

b) 考虑机构的传动效率;

c) 减速机的输入和输出扭矩是否达标,并有一定的安全系数;

d) 后期是否会有加大速度的可能性。

 

值得一提的是,在傳統行業中,例如起重機等行業,使用一般的感應電機驅動,加速度無明確要求,計算過程使用的是經驗公式。

 

注:負載垂直運行的情況下,注意把重力加速度計算在內。

 

慣量匹配

要實現對負載的高精度利用,需要考慮電機與系統的慣量是否匹配。

 

慣量匹配的原则为:考虑系统惯量折合到电机轴上,与电机的惯量比不大于10;比值越小,利用稳定性越好,但需要更大的电机,性价比更低。

 

精度要求

计算经过减速机和传动机构的变化后,电机的利用精度是否能够满足负载的要求。減速器或某些传动机构有一定的回程间隙,都需要考虑。

 

利用匹配

這個方面主要是與電氣設計人員溝通確認,好比伺服利用器的通訊方式是否與PLC匹配,編碼器類型及是否需要引出數據等。

 

 

 

 

 

特別說明:此文章的部门素材來源于網絡,版權歸原作者所有。

 

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