選型(xing)計算前,首(shou)先要確定的是機(ji)構末端的位置和速度要求,再者(zhe)確定傳動機(ji)構。此時(shi)即可選擇伺服(fu)電機(ji)和對應(ying)的減速器。
選型(xing)過程中,主(zhu)要考慮以下參(can)數:
伺服電機功率和速度
根據結構形(xing)式和最終負載(zai)的(de)(de)速(su)(su)度和加速(su)(su)度要(yao)求,計算電(dian)機所需功(gong)率和速(su)(su)度。值得注(zhu)意的(de)(de)是,通常情況(kuang)下需要(yao)結合所選電(dian)機的(de)(de)速(su)(su)度選取減速(su)(su)機的(de)(de)減速(su)(su)比。
在實際選型過程中(zhong),比如負載(zai)(zai)為(wei)(wei)水平運動(dong),因為(wei)(wei)各個(ge)傳動(dong)機(ji)構的摩(mo)擦系數和(he)風載(zai)(zai)系數的不確定性(xing),公式P=T*N/9549往往無法明(ming)確計算(suan)(無法精確計算(suan)扭矩的大(da)小)。而(er)在實踐(jian)過程中(zhong),也發現使用伺(si)服電機(ji)所(suo)需功率(lv)最大(da)處往往是加減(jian)(jian)速(su)階段。所(suo)以(yi),通過T=F*R=m*a*R可定量(liang)計算(suan)所(suo)需電機(ji)的功率(lv)大(da)小和(he)減(jian)(jian)速(su)機(ji)的減(jian)(jian)速(su)比(m:負載(zai)(zai)質量(liang);a:負載(zai)(zai)加速(su)度(du);R:負載(zai)(zai)旋轉半徑)。
伺服電機有以下(xia)幾點需要(yao)注意:
a) 電機的(de)功(gong)率(lv)富(fu)余系數;
b) 考慮機構的(de)傳動效率;
c) 減速機的(de)輸入(ru)和輸出(chu)扭(niu)矩是否達標,并有一定的(de)安全系數;
d) 后(hou)期是否會有加大速(su)度的可能(neng)性(xing)。
值得一(yi)提的是,在傳統行業中,例如(ru)起重機(ji)等行業,使(shi)(shi)用普通(tong)的感應電機(ji)驅動,加速度無明確要(yao)求,計算過程(cheng)使(shi)(shi)用的是經(jing)驗公式。
注:負載(zai)垂直運行的(de)情(qing)況下(xia),注意把重力(li)加速度計算在(zai)內。
4.2 慣量匹(pi)配
要(yao)實現對(dui)負載的高精度(du)控制,需(xu)要(yao)考慮電機與系統的慣量(liang)是否匹配。
對于為(wei)什(shen)么需要慣(guan)量(liang)匹(pi)配的(de)問題,網(wang)上并(bing)沒有給出(chu)一(yi)統江湖(hu)的(de)說(shuo)法。個(ge)人(ren)理解有限,在這里就(jiu)不(bu)解釋(shi)了(le)。有興趣的(de)朋友可以自(zi)行考證一(yi)下并(bing)告知一(yi)聲。慣(guan)量(liang)匹(pi)配的(de)原則為(wei):考慮(lv)系統慣(guan)量(liang)折合(he)到電(dian)機(ji)軸上,與電(dian)機(ji)的(de)慣(guan)量(liang)比(bi)(bi)不(bu)大(da)于10(西(xi)門子);比(bi)(bi)值越小,控(kong)制穩(wen)定性越好,但需要更(geng)大(da)的(de)電(dian)機(ji),性價比(bi)(bi)更(geng)低(di)。具體的(de)計算方法如有不(bu)明白的(de)請自(zi)行補學大(da)學'理論力學'。
4.3 伺(si)服電機(ji)精度要(yao)求
計算(suan)經過(guo)減速機(ji)和傳(chuan)動機(ji)構(gou)的變化后(hou),電機(ji)的控(kong)制精度是否(fou)能(neng)夠滿足負載的要求。減速器或某些傳(chuan)動機(ji)構(gou)有一定的回程間隙,都需要考慮。
4.4 控制匹(pi)配
這(zhe)個(ge)方(fang)面主要(yao)是(shi)(shi)與電氣設計人(ren)員溝通確(que)認,比如伺服控制器的通訊方(fang)式是(shi)(shi)否與PLC匹(pi)配,編碼器類型及是(shi)(shi)否需要(yao)引出數據等。
5.品牌
目(mu)前市場上伺服電機(ji)品(pin)牌眾(zhong)多,性能(neng)也是(shi)千差萬別。大體來說(shuo),如果不(bu)差錢,就(jiu)選用(yong)歐美的(de)(de),稍微(wei)差點錢,選日本(ben)(ben)的(de)(de),再次臺灣和(he)大陸(lu)產(chan)的(de)(de)。不(bu)是(shi)作者崇洋媚外(wai),是(shi)實際使用(yong)得(de)來的(de)(de)教訓。根據(ju)過往經驗(yan),國(guo)產(chan)的(de)(de)伺服電機(ji)本(ben)(ben)體基本(ben)(ben)性能(neng)上沒什么問題,主要伺服控(kong)制器的(de)(de)控(kong)制算法、集成度和(he)和(he)穩定性方面有一定的(de)(de)差距。希望國(guo)內廠商繼續努(nu)力,縮小與國(guo)外(wai)產(chan)品(pin)的(de)(de)差距。
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