伺服電機(jī)選型計(jì)算公式

1、伺服電機(jī)選型計(jì)算公式下圖所示是一種采用功率運(yùn)算放大器LM675制成的伺服電動機(jī)控制電 路，電動機(jī)采用直流伺服電動機(jī)。從圖可見，功率運(yùn)算放大器LM675由15V 供電，15V電壓經(jīng)RP1加到運(yùn)算放大器LM675的同相輸入端丄M675的輸 出電壓加到伺服電動機(jī)的輸入端。電動機(jī)上裝有測速信號產(chǎn)生器，用于實(shí)時 檢測電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。實(shí)際上測速信號產(chǎn)生器是一種發(fā)電機(jī)，它輸出的電壓與 轉(zhuǎn)速成正比。測速信號產(chǎn)生器G輸出的電壓經(jīng)分壓電路后作為速度誤差信號 反饋到運(yùn)算放大器的反相輸入端。速度指令電位器RP1設(shè)定的電壓值經(jīng) R1.R2分壓后加到運(yùn)算放大器的同相輸入端,相當(dāng)于基準(zhǔn)電壓。伺服電動機(jī)的控制原理圖伺服電動機(jī)用

2、字母M表示伺服電動機(jī)，是驅(qū)動系統(tǒng)的動力之源。運(yùn)算放 大器：用電路名稱表示，即LM675 z是伺服控制電路中的放大器件，為伺服 電動機(jī)提供驅(qū)動電流。速度指令電位器RP1 :在電路中設(shè)定運(yùn)算放大器的基準(zhǔn)電壓，即速度設(shè) 定。放大器增益調(diào)整電位器RP2 :在電路中分別用于微調(diào)放大器的増益和速 度反饋信號的大小。當(dāng)電動機(jī)的負(fù)載發(fā)生變動時,反饋到運(yùn)算放大器反相輸 入端的電壓也會發(fā)生變化，即電動機(jī)負(fù)載加重時，速度會降低，測速信號產(chǎn)生器的輸出電壓也會降低，使運(yùn)算放大器反相輸入端的電壓降低，該電壓與基準(zhǔn)電壓之差增加，運(yùn)算放 大器的輸出電壓增加。反之,當(dāng)負(fù)載變小、電動機(jī)速度增加時，測速信號產(chǎn) 生器的輸出電壓上升，

3、加到運(yùn)算放大器反相輸入端的反饋電壓増加，該電壓 與基準(zhǔn)電壓之差減小，運(yùn)算放大器的輸出電壓下降，會使電動機(jī)的速度隨之 下降，從而使轉(zhuǎn)速能自動穩(wěn)定在設(shè)定值。伺服電機(jī)優(yōu)點(diǎn)1、精度：實(shí)現(xiàn)了位置,速度和力矩的閉環(huán)控制；克服了步進(jìn)電機(jī)失步的 問題；2、轉(zhuǎn)速：高速性能好,般額定轉(zhuǎn)速能達(dá)到2000 3000轉(zhuǎn)；3、適應(yīng)性：抗過載能力強(qiáng)，能承受三倍于額定轉(zhuǎn)矩的負(fù)載，對有瞬間負(fù) 載波動和要求快速起動的場合特別適用；4、穩(wěn)定：低速運(yùn)行平穩(wěn)，低速運(yùn)行時不會產(chǎn)生類似于步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)運(yùn)行現(xiàn)象。適用于有高速響應(yīng)要求的場合；5、及時性：電機(jī)加減速的動態(tài)相應(yīng)時間短，一般在幾十毫秒之內(nèi)；6、舒適性：發(fā)熱和噪音明顯降低。伺服電機(jī)的

4、選型步驟每種型號伺服電機(jī)的規(guī)格項(xiàng)內(nèi)均有額定轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩及伺服電機(jī)慣量 等參數(shù)各參數(shù)與負(fù)載轉(zhuǎn)矩及負(fù)載慣量間必定有相關(guān)聯(lián)系存在，選用伺服電機(jī) 的輸出轉(zhuǎn)矩應(yīng)符合負(fù)載機(jī)構(gòu)的運(yùn)動條件要求読加速度的快慢、機(jī)構(gòu)的重量； 機(jī)構(gòu)的運(yùn)動方式(水平、垂直旋轉(zhuǎn))等；運(yùn)動條件與伺服電機(jī)輸出功率無直 接關(guān)系，但是一般伺服電機(jī)輸出功率越高，相對輸出轉(zhuǎn)矩也會越高。因此不但機(jī)構(gòu)重量會影響伺服電機(jī)的選用,運(yùn)動條件也會改變伺服電機(jī) 的選用。慣量越大時，需要越大的加速及減速轉(zhuǎn)矩，加速及減速時間越短時, 也需要越大的伺服電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩。選用伺服電機(jī)規(guī)格時，依下列步驟進(jìn)行。(1 )明確負(fù)載機(jī)構(gòu)的運(yùn)動條件要求，即加/減速的快慢、運(yùn)動速度、

5、機(jī) 構(gòu)的重量、機(jī)構(gòu)的運(yùn)動方式等。(2 )依據(jù)運(yùn)行條件要求選用合適的負(fù)載慣量計(jì)算公式計(jì)算出機(jī)構(gòu)的負(fù)載慣量。(3)依據(jù)負(fù)載慣量與伺服電機(jī)慣量選出適當(dāng)?shù)募龠x定伺服電機(jī)規(guī)格。(4 )結(jié)合初選的伺服電機(jī)慣量與負(fù)載慣量，計(jì)算出加速轉(zhuǎn)矩及減速轉(zhuǎn)矩。(5 )依據(jù)負(fù)載重量、配置方式、摩擦系數(shù)、運(yùn)行效效率計(jì)算出負(fù)載轉(zhuǎn)矩。(6 )初選伺服電機(jī)的最大輸出轉(zhuǎn)矩必須大于加速轉(zhuǎn)矩+負(fù)載轉(zhuǎn)矩；如不 符合條件，必須選用具他型號計(jì)算驗(yàn)證直至符符合要求。(7 )依據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩、加速轉(zhuǎn)矩、減速轉(zhuǎn)矩及保持轉(zhuǎn)矩計(jì)算出連續(xù)瞬時轉(zhuǎn) 矩。(8 )初選伺服電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩必須大于連續(xù)瞬時轉(zhuǎn)矩,如，如果不符合 條件，必須選用具他型號計(jì)算驗(yàn)證直至符合要

6、求。(9 )完成選定。最簡單伺服電機(jī)選型計(jì)算方式伺服電機(jī)選擇的時候，首先一個要考慮的就是功率的選擇。一般應(yīng)注意 以下兩點(diǎn)：1、如果電機(jī)功率選得過小。就會出現(xiàn)"小馬拉大車"現(xiàn)象，造成電機(jī)長期過載，使其絕緣因發(fā)熱而損壞，甚至電機(jī)被燒毀。2、如果電機(jī)功率選得過大。就會出現(xiàn)"大馬拉小車"現(xiàn)象，具輸出機(jī)械 功率不能得到充分利用，功率因數(shù)和效率都不高，不但對用戶和電網(wǎng)不利。 而且還會造成電能浪費(fèi)。也就是說，電機(jī)功率既不能太大，也不能太小，要正確選擇電機(jī)的功率, 必須經(jīng)過以下計(jì)算或比較：P 二：F*V/100（其中P是計(jì)算功率，單位是KW z F是所需拉力，單位是N

7、, V是工 作機(jī)線速度m/s ）此外。最常用的是采用類比法來選擇電機(jī)的功率。所謂類比法，就是與 類似生產(chǎn)機(jī)械所用電機(jī)的功率進(jìn)行對比。具體做法是：了解本單位或附近具他單位的類似生產(chǎn)機(jī)械使用多大功率 的電機(jī)，然后選用相近功率的電機(jī)進(jìn)行試車。試車的目的是驗(yàn)證所選電機(jī)與 生產(chǎn)機(jī)械是否匹配。驗(yàn)證的方法是：使電機(jī)帶動生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)，用鉗形電流表測量電機(jī)的工 作電流，將測得的電流與該電機(jī)銘牌上標(biāo)出的額定電流進(jìn)行對比。如果電功機(jī)的實(shí)際工作電流與銘脾上標(biāo)出的額定電流上下相差不大，則 表明所選電機(jī)的功率合適。如果電機(jī)的實(shí)際工作電流比銘牌上標(biāo)出的額定電流低70%左右。貝蟻明 電機(jī)的功率選得過大z應(yīng)調(diào)換功率較小的電機(jī)。

8、如果測得的電機(jī)工作電流比銘牌上標(biāo)出的額定電流大40%以上。貝蟻明 電機(jī)的功率選得過小z應(yīng)調(diào)換功率較大的電機(jī)。實(shí)際上應(yīng)該是考慮扭矩（轉(zhuǎn)矩）z電機(jī)功率和轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式。即T二9550P/n式中：P 一功率z kW;n 電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速z r/min;T 轉(zhuǎn)矩z Nmo電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩一定要大于工作機(jī)械所需要的轉(zhuǎn)矩,_般需要一個安全 系數(shù)。機(jī)械功率公式：P=T*N/97500P :功率單位W;T :轉(zhuǎn)矩，單位克/cm;N :轉(zhuǎn)速,單位r/mino伺服電機(jī)選型的注意事項(xiàng)1、有些系統(tǒng)如傳送裝置，升降裝置等要求伺服電機(jī)能盡快停車，而在故 障、急停、電源斷電時伺服器沒有再生制動z無法對電機(jī)減速。同時系統(tǒng)的 機(jī)械慣量又較大，這時對動態(tài)制動器的要依據(jù)負(fù)載的輕重、電機(jī)的工作速度 等進(jìn)行選擇。2、有些系統(tǒng)要維持機(jī)械裝置的靜止位置,需電機(jī)提供較大的輸出轉(zhuǎn)矩， 且停止的時間較長。如果使用伺服的自鎖功能，往往會造成電機(jī)過熱或放大 器過載，這種情況就要選擇帶電磁制動的電機(jī)。