伺服电机的选择原则.docx

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1、1、机电领域中伺服电机的选择原则现代机电行业中常常会遇到一些简单的运动，这对电机的动驱动装置是很多机电系统的核心，因此，伺服电机的选择就变得尤为重要。首先要选出满意给定再从中按价格、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，对于力角加速度(t)和所需扭矩T(I)表示，它们均可以表示为时间的函数，与其他因素无关。很明显。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.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

2、打算了减限二峰值，最大/峰值，同样，电机的最大扭矩打算了减速比的下限，n下限二T峰值/T电机，最限，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率作为选择电机的原则是不充分的，而且传动比的精确计算特别繁琐。(2)新的选事是将电机特性与负载特性分别开，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便利，此外，还供应了传动比的一个可能范围。这种方法的优点：适用于各种负载状况；将负载.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:个特定的负载。在电机和负载之间的传动比会转变电机供应的动力荷载参数。比如，一个大的布电机

3、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，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: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，3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)电机的最高转首先依据机床快速行程速度。快速行程的电机转速应严格掌握在电机的额定转速之内。式中，(rpm)；n为快速行程时电机的转速(rpm)；为直线运行速度(mmin)；U为系统传动比，u=:(mm)O(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求，负载惯

4、量JL应限制在2.5倍电机惯量川之内，即。式中，为各转动件的转动惯量，kg.rad/min；为各移动件的质量，kg；为各移动件的速度，m/min；为伺服电机的角速度，radmi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!式中，为与电机匹配的变频驱动系统的最大输出转矩（Mm）；为空载时加速转矩（Mm）；为快的载荷转矩（N.m）；为快速行程时加减速时间常数（ms）o（4）切削负载转矩在正转矩不超过电机额定转矩的80%。式中，为最大切削转矩（N.m）；D为最大负载比。（5）连续过载时间应限制在电机规定过载时间之内。3、依据负载转矩选择伺服电机依才负载转矩应满

5、意：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转矩可以折算出加到电机轴上的负载转矩。式中，为折算到电机轴上的负载转矩（N.m）；F为力（N）；L为电机每转的机械位移量（In）；为滚珠丝杠轴承等摩擦转矩折算到电机轴上的负载车的效率。式中，为切削反作用力（N）；为齿轮作用力（N）；W为工作台工件等滑后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，。计算转矩时下列几点应条产生的摩擦转矩必需充分地考虑。通常，仅仅从滑块的重量和摩擦系数来计算的转矩很小的。以及滑块表面的精度误差所

6、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的转矩均不能忽视。尤其是小型轻重量的设施。这样的转矩回应影响整个转矩。所以要特殊留意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别的。如图所: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:（d）摩擦转矩受进给速率的影响很大，必需争论测量因速度工作台支撑物（滑块，滚珠，压力），的转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，来得到正确量选择伺服电机为了保证轮廓切

7、削外形精度和低的表面加工粗糙度，要求数控机床具随着掌握信号的变化，电机应在较短的时间内完成必需的动作。负载惯量与电机的响应和快速移: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，电机惯量和负载惯量必留机驱动的全部运动部件，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。以通过计算各个被驱动的部件的惯量，并按肯定的规律将其相加得到。(a)圆柱体惯量如滚珠轴旋转时的惯量可按下面公式计算：(kgcm2)式

8、中，Y为材料的密度(kgc3);D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I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)圆柱体图所示：圆柱体围绕中心运动时的惯量属于这种状况的例子：如大直经的齿轮，为了削减惯量布匀称的孔这时的惯量可以这样计算：(kgcm2)式中，为圆柱体围绕其中心线旋转时的惯量量(kg)；R为旋转半径(CIl1)。(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折如下：(kgcm2)式中，、为齿轮的齿数。5、电机加减速时的转矩(1)按线性加减速时速时的转矩按线性加减速时加速转矩计

9、算如下：(N.m)式中，为电机的稳定速度；为加速(kg.cm2)；为折算到电机轴上的负载惯量(kg.cm2)；为位置伺服开环增益。加速下：(2)按指数曲线加速电机按指数曲线加速时的加速转矩曲线此时，速度为零的转矩TO可式中，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封下面公式求得(ts=Ks)。(N.m)6、依据电机转矩均方根值选择电机工作机械频繁启动，制械作频繁启动，制动时，必需检查电机是否过热，为此需计算在一个周期内电机转矩的均方根值于电机的连续转矩。电机的均方根值由下式给出：式中，为加速转矩(Nm)；为摩间的转矩(Nm)；,如下图所示。，的转矩曲线负载周期性变化的转矩计算,

10、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。负载周期性变化E设计时进给伺服电机的选择原则是：首先依据转矩一速度特性曲线检查负载转矩，加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:要求，又可避开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：系统的掌握内容，打算电机运行方式，启动时间ta、减速时间td由实际状况合机械刚度打算。负载换算到电机轴上的转动惯量GD2为了计算启动转矩，要先求出负载的转动惯量：cm；D为圆柱体的直径cm。式中，为负载侧齿轮厚度；为负载侧齿轮直径；为电机侧齿轮厚为材料密度；为负载转动惯

11、量(kg.m2)；为负载轴转速rpm；为电机轴转速rpm；为减速比。(算电机稳定运行时的功率Po以及转矩TL0TL为折算到电机轴上的负载转矩：式中，为机械系矩。（4）核算加减速时间或加减速功率对初选电机依据机械系统的要求，核算加减统要求值。加速时间：减速时间：上两式中使用电机的机械数值求出，故求出加入起动信号掌握电路滞后的时间510ms0负载加速转矩可由起动时间求出，若大于初选电机的额定转矩，（矩（510倍额定转矩），也可以认为电机初选合适。（5）考虑工作循环与占空因素的实效转夕人等激烈工作场合，不能忽视加减速超过额定电流这一影响，则需要以占空因素求实效转矩。该下，则选择电机合适。以典型运行方

12、式中图a为例：式中，为起动时间s；为正常=s；为波形系数。若不满意额定转矩式，需要提高电机容量，再次核算。?逸飞一、电动机起动方式的选择作为应用最广泛的鼠笼型异步电动机，它采纳降压起动的条件：一是电动机起动时，机械不矩；二是电动机起动时，其端电压不能满意法律规范要求；三是电动机起动时，影响其他负荷的对于降压起动目前有两种方式，一种是降压起动，一种是软起动。他经过了三个进展阶段，自藕降压起动器，二是磁控式软启动器，三是目前最先进最流行的电子软启动器。电子软启动器机进行智能化掌握，他既能保证电动机在负载要求的起动特性下平滑起动，又能降低对电网的冲计算机通讯掌握，为自动化智能掌握打下良好的基础。它们

13、的造价比较是：“丫-”起动器须六根出线而且故障率太高，修理费也高已不常采纳，左右，磁控的每千瓦150元左右，自藕和磁控的体积较大且故障率较高，修理费较高，电子软启:150元之间，一般状况下，一台开关柜能放多台电子软启动器，节约工程造价，且故障率较低，4软启动器应是我们首选的目标。二、电子软启动器的选择通过以上所述，毋庸置疑地在工程设计和工程改造中，要想改善工艺提高自动化水平，降低.动机的起动就必需首先采纳先进的起动设施一一电子软启动器。在应用电子软启动器时应考虑哪些问题呢？做为软启动器首先要看它的起动性能和停车性能五种起动方式：软起动器疑难问题解答1.什么是软起动器？软起动器是一种用来掌握鼠笼

14、型异步电动机的新设施，集电机软起动、软停车、轻载节能和奇电机掌握装置，国外称为SoftStarter0它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相6电路。运用不同的方法，掌握三相反并联晶闸管的导通角，使被控电机的输入电压按不同的要寸的功能。Iawfeng软起动器家族及磁控式软起动器一、软起动一词的朔源：?软起动一词始见于一九七七年美国宇航局工程师诺勒的专利：“功率因数掌握器”的报道之节能器，其中的起动方式采纳了电压爬升式起动始称软起动。此后在八十年月初期基于此原理的在西方我国问世并进入我们我国市场。由于其起动性能优越所以很快被广阔用户认可，因此以自:步式起动器渐渐地淡出市场。其实在此之前的液阻

15、起动器也具备上述起动特征笔者认为也应当纳二、磁控式软起动器的诞生与延革：磁控式软起动器是胡琪顺工程师九一年为适应油田生产设施的需要开题争论的，当时的首选二案，但在试验中很快发觉它存在以下问题：一是由于电子器件的固有特性使整机的性能脆弱。二次谐波转矩使电动机在起动时产生微震现象。三是技术简单现场维护困难尤其是非电专业人员代出。为此必需查找一个既能保持软起动性能且牢靠性能高的方案，这样磁控方案就应运而生了。磁放大器取代了可控硅作为主电路的执行单元。这样就实现磁电器件对磁电设施电动机的掌力量处于同一水平，大幅度地提高了整机的牢靠性和起动胜利率；变斩波调压为限幅调压抑制了在起动时消退了微震现象。同时也

16、使整机的结构及操作要求大为简化。对工况条件的适应性大为:和课题要求。磁控式电动机软起动器简介一、?结构特征：磁控式软起动器与电子式软起动器的主要区分在于主回路调压执行单元采纳大功率:导体器件可控硅模块。其优势由此而产生。二、?性能特征：1 .过载力量强：磁放大器属于磁电器件，其过载力量为几十秒级；可控硅是电力半导体器存秒级；两者抗过载力量不在同一等级?？（见下表）磁放大器瞬时不重复抗过载力量与电动机相同可控硅4Ie0.02S33Ie0.06S2.2Ie0.12S2Ie0.15S2 .输出波型好：磁放大器是掌握磁场、调整电抗、限幅调压，输出为正弦波性，高次谐漱式调压输出波型不连续，为非正弦波、波

17、型崎变高次谐波均产生、污染电网。？?？3 .结构简洁，安装操作便利，磁控式电动机软起动器对电源无相序要求；进线出线端也可三整、无需繁琐的设定。便于非专业人员操作。4 .起动性能好：磁控式软起动器由于输出波型好，所以电动机起动时电机平稳，无微震现?高次谐波电磁力矩的影响，电动机起动时会不同成度地产生微震和噪声。三、特有的性能：磁控式软起动器在万一掌握单元故障的状况下，可断开掌握单元该设施可作通常的电抗而电子式则无此功能。四、磁控式存在之不足：磁控式软起动器（其次代专利升级版）体积与电子式基本持平，但重量较重。由于磁滞时会产生肯定沟通音频声东莞市振芳电子贸易有n?保存到我的保藏夹?限.？。？给我留

18、言产品名称：三菱MR-J2S系列伺服马达龚小姐?成为商务型?？号：MR-J2S-40A伙伴由厂?？商：)流传数?？单?量：1价：电议真：地樟木头址:镇花蕾街15类?？别：其他号邮523653网址:三菱MR-J2S系列伺服马达三菱伺服：MR-E,MR-J2S,三菱伺服MR-J2S手册MR-J2S系列产品:MR-J2S-1OA,MR-J2S-20A40AlOOA等MR-J2S系列沟通伺服系统功率范围：50W7KW速度频率响应达到550Hz以上，特别适合用于高速定位的场合。采纳辨别率为131072Prev之编码器，从而实现高性能化及提凹凸速稳定性。肯定编码器为标准配置。可使用个人电脑和安装软件进行最

19、佳调谐掌握。内置RS-232C通讯接口。1 .多功能、高性能：550HZ速度频率响应,高辨别率编码器131072prev(17bit),多种系列伺服马达适应不同掌握需求，2 .使用更为便利：优异的自动调谐性能，高适应性的防振掌握，机械共振滤波器的设置3 .包含机械性能在内的最佳状态调整：机械分析器功能，软件机械模拟功能，增益搜寻功能HC-KFS马达简介1.额定转速(最大转速)：3000(4500)r/min2 .额定输出(KW)：0.1,0.2,0.3 .特性：低惯量，由于电机的惯性矩较大，适合用于负载惯性矩发生变动的机械及皮带驱动等的韧性较差的机械。4 .用途例：皮带驱动、机器人、装配、缝纫

20、机、XT型桌、食品机械。技术参数：1 .允许瞬间转速:5275rmi11o2 .速度、位置检测器：131072prev.3 .附件：肯定、增量方式共用17位解码器。4 .结构：全封闭、自冷却伺服电机功率计算公式做伺服掌握必定涉及伺服电机的功率计算。这是我找到的公式。大家看看是否正确？输出功率P=0.1047*N*T式中N为旋转速度，T为扭矩。旋转速度基本为3000.转。那么T扭矩如何计算？T扭矩=r*M*9.8式中r为轴半径，M为物体重量，由于附件过大，未上传上来。只能用文字说明白。大家争论一下，假如不正确请指正，还有其他方法的当然更是欢迎了。电动机的功率，应依据生产机械所需要的功率来选择，尽

21、量使电动机在额定负载下运行。选择时应留意以下两点：假如电动机功率选得过小.就会消失“小马拉大车”现象，造成电动机长期过载,使其绝缘因发热而损坏.甚至电动机被烧毁。假如电动机功率选得过大.就会消失“大马拉小车”现象.其输出机械功率不能得到充分采用，功率因数和效率都不高，不但对用户和电网不利。而且还会造成电能铺张。要正确选择电动机的功率，必需经过以下计算或比较：P=F*V/1000(P=计算功率KW,F=所需拉力N,工作机线速度M/S)对于恒定负载连续工作方式，可按下式计算所需电动机的功率：P1(kw)：P=Pnln2式中nl为生产机械的效率；n2为电动机的效率，即传动效率。按上式求出的功率Pl,

22、不肯定与产品功率相同。因此.所选电动机的额定功率应等于或稍大于计算所得的功率。此外.最常用的是类比法来选择电动机的功率。所谓类比法。就是与类似生产机械所用电动机的功率进行对比。详细做法是：了解本单位或四周其他单位的类似生产机械使用多大功率的电动机，然后选用相近功率的电动机进行试车。试车的目的是验证所选电动机与生产机械是否匹配。验证的方法是：使电动机带动生产机械运转，用钳形电流表测量电动机的工作电流，将测得的电流与该电动机铭牌上标出的额定电流进行对比。假如电功机的实际工作电流与铭脾上标出的额定电流上下相差不大.则表明所选电动机的功率合适。假如电动机的实际工作电流比铭牌上标出的额定电流低70%左右.则表明电动机的功率选得过大，应调换功率较小的电动机。假如测得的电动机工作电流比铭牌上标出的额定电流大40%以上.则表明电动机的功率选得过小，应调换功率较大的电动机。实际上应当是考虑扭矩(转矩)，电机功率和转矩计算公式。即T=9550Pn式中：P功率，kW；n电机的额定转速，r/min；T转矩，Nmo电机的输出转矩肯定要大于工作机械所需要的转矩，一般需要一个平安系数。机械功率公式：P=TXN/97500P:功率单位WT：转矩，单位克/cmN:转速，单位r/min附件：电机功率计算.doc(40K)下载次数:624