伺服电机怎样进行选型.docx
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1、伺服电机怎样进行选型伺服电机选型技术指南1、机电领域中伺服电机的选择原则当代机电行业中经常会碰到一些复杂的运动,这对电机的动力荷载有很大影响。伺服驱动装置是很多机电系统的核心,因而,伺服电机的选择就变得尤为重要。首先要选出知足给定负载要求的电动机,然后再从中按价格、重量、体积等技术经济指标选择最合适的电机。各种电机的T-曲线1传统的选择方法这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,对于旋转运动用角速度(t),角加速度(t)和所需扭矩T(t)表示,它们均能够表示为时间的函数,与其他因素无关。很显然。电机的最大功率P电机,最大应大于工作负载所需的峰
2、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和速度两部分,但在实际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。电机的最大速度决定了减速器减速比的上限,n上限=峰值,最大/峰值,同样,电机的最大扭矩决定了减速比的下限,n下限=T峰值/T电机,最大,假如n下限大于n上限,选择的电机是不适宜的。反之,则能够通过对每种电机的广泛类比来确定上下限之间可行的传动比范围。只用峰值功率作为选择电机的原则是不充分的,而且传动比的准确计算非常繁琐。2新的选择方法一种新的选择原则是将电机特性与负载特性分离开,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查和不同系统间的比拟更
3、方便,另外,还提供了传动比的一个可能范围。这种方法的优点:适用于各种负载情况;将负载和电机的特性分离开;有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。因而,不再需要用大量的类比来检查电机能否能够驱动某个特定的负载。在电机和负载之间的传动比会改变电机提供的动力荷载参数。比方,一个大的传动比会减小外部扭矩对电机运转的影响,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,因而电机需要较大的惯量扭矩。选择一个适宜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能够找到这个传动比n,它会把电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本身的最大
4、速度电机,最大;二是,电机任意时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电机的最高转速电机选择首先根据机床快速行程速度。快速行程的电机转速应严格控制在电机的额定转速之内。nom3hmaxn10PuVn?=式中,nomn为电机的额定转速rpm;n为快速行程时电机的转速rpm;maxV为直线运行速度m/min;u为系统传动比,u=n电机/n丝杠;hP丝杠导程mm。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响灵敏和知足系统的稳定性要求,负载惯量JL应限制在2.5倍电机惯量JM之内,即ML5J.2J3、根据负载转矩选择伺服电机根据伺服电机的工作曲线,负载转矩
5、应知足: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电机的连续额定转矩范围内,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内。加在电机轴上的负载转矩能够折算出加到电机轴上的负载转矩。CLTLFT+?=2式中,LT为折算到电机轴上的负载转矩N.m;F为轴向移动工作台时所需的力N;L为电机每转的机械位移量m;CT为滚珠丝杠轴承等摩擦转矩折算到电机轴上的负载转矩N.m;为驱动系统的效率。)(cfgcFfWFF+=式中,cF为切削反作用力N;gf为齿轮作用力N;W为工作台工件等滑动部分总重量N;cfF为由于切削力使工作台压向导轨的正压力N;为
6、摩擦系数。无切削时,)(gfWF+=。计算转矩时下列几点应十分注意。a由于镶条产生的摩擦转矩必须充分地考虑。通常,仅仅从滑块的重量和摩擦系数来计算的转矩很小的。请十分注意由于镶条加紧以及滑块外表的精度误差所产生的力矩。b由于轴承,螺母的预加载,以及丝杠的预紧力滚珠接触面的摩擦等所产生的转矩均不能忽略。尤其是小型轻重量的设备。这样的转矩回应影响整个转矩。所以要十分注意。c切削力的反作用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离的。如下图,在承受大的切削反作用力的霎时,滑块外表的负载也增加。当计算切削期间的转矩时,由于这一载荷而引起的摩擦转矩的增加应给予考虑。d摩擦
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