伺服驱动器原理及选型ppt课件.ppt

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1、YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty1动作控制动作控制伺服驱动器基础课程伺服驱动器基础课程安川安川电机电机（上海）有限公司（上海）有限公司YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty2 伺服的基本概念基本概念 .1 .1 伺服的定伺服的定义义和和外观结构外观结构 .2 .2 伺服伺服驱动驱动的构成的构成 .3 .3 伺服的性能伺服的性能评评价价YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty3 1.1 1.1 伺服的定伺服的定义义和构成要素和构成要素 伺服的定伺服的

2、定义义 伺服的构成要素伺服的构成要素伺服系伺服系统统-是使物体的位置、方位、状是使物体的位置、方位、状态态等等输输出被控量能出被控量能够够跟随跟随输输入目入目标标值值(或或给给定定值值)的任意的任意变变化的自化的自动动控制系控制系统统。 。 反馈馈回路（半闭闭式）目标值标值发发生装置伺服驱动驱动机械机械速度速度位置位置输输出出全全闭闭位置位置环环检检出器出器伺服电电机YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty41.1.1伺服的外伺服的外观结观结构和构和铭铭牌牌YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty5整流

3、部整流部逆逆变变部部电电源部源部控制部控制部电电流演算部流演算部商用商用电电源源指令信号指令信号电电机机编码编码器器回転角度情報回転角度情報反反馈馈1.21.2 伺服的构成伺服的构成YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty61.2.11.2.1控制部的构成控制部的构成速度速度控制部控制部编码编码器器位置位置反反馈馈电电流反流反馈馈电电流流控制部控制部位置位置控制部控制部位置位置速度速度变换变换速度速度反反馈馈速度速度环环位置位置环环电电流流环环位置指令位置指令电电机机环环路是由位置控制部、速度控制部、路是由位置控制部、速度控制部、电电流控制部流控制

4、部发发出的指令出的指令控制部控制部输输出出指令反指令反馈馈所形成的所形成的闭闭合回路。合回路。电电流回路在伺服器内流回路在伺服器内闭闭合，位置回路、速度回路向伺服合，位置回路、速度回路向伺服驱动驱动外外输输出。出。YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty7数字伺服的位置决定指令输输入信号是脉冲列。 位置决定量是脉冲数，位置决定速度是定速度是单单位位时间时间（秒）的脉冲量。（秒）的脉冲量。（：（：）输输入的脉冲量与反馈馈的脉冲数量相一致时时，这这才完成了位置决定这这一构成。在位置控制部中，因为为有输输入脉冲的加算、反馈馈脉冲的减算，所以有一个计计数器

5、。 （也称偏差计计数器）1.2.21.2.2 位置控制部的构成位置控制部的构成YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty81.2.3 1.2.3 速度控制部的构成速度控制部的构成速度控制部的构成和积积分器的运作无积积分器的话话，必定有一个克服负负荷摩擦的转转矩，必然存在指令值值与当前值值的差，所以速度会达不到指令值值。多早去追上指令，这这个时间时间可通过过伺服器内部的时时参数来设设定，这这个值值依存于机械的刚刚性。时时参数请请参照后页页设设定方法、刚刚性等后述象这样这样比例控制（Proportional）和积积分控制（Integral）的组组合就称为

6、为PI控制。像始动时动时那样样,尽可能使应应答迟缓迟缓减小的情况时时,PI-I单纯单纯作为为比例增幅器运作。在正常运行时时,由于外乱转转矩等,PI-I作为积为积分器运作.可对对速度偏差进进行积积分,实实行修正控制.YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty9 1.2.41.2.4 比例動作（動作）将增益调调整到一个相当的量时时，比例动动作增强，应应答速度变变快。输输入偏差为为0时时，有连续连续的运作。 T=0T=0YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty10 1.2.51.2.5 積分動作（動作） 偏差变

7、变小、负负荷动动作越困难难偏差微量存在，这这个量就称为为残留偏差（偏移）。即使是小偏差,也可以积积累成大的操作量。直到偏差成为为0， 负负荷才可以运作。T=0T=0YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty11 -i（） 1.2.61.2.6 比例積分動作（動作）：积积分时间时间 =0P动动作与I动动作并用。越短，动动作表现现越强。T=0 YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty12有关电电流控制的性能评评价 电电流环环增益有关速度控制的性能评评价 速度环环增益 过过渡应应答的速度环环增益 频率应答的环增

8、益频率应答的环增益 速度环积环积分时时参数有关位置控制的性能评评价 位置环环增益 位置决定整定时间时间 位置决定精度1.31.3 伺服的性能伺服的性能评评价价评评价伺服的应应答性（指令输输入后输输出的情况（电电机如何转动转动），使用回路增益这这个用语语。就是GAIN，获获得和利益的意思。是输输入和输输出之比所解释释的技术术语术术语，现现在直接使用增益来表示。输输入入A A输输出出B B系统统增益增益B/AB/AYASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty131.3.11.3.1 有关有关电电流控制的性能流控制的性能评评价价所谓电谓电流控制的回路增益，就

9、是由电电流控制部输输入电电流指令，电电流是怎样样流动动的应应答性。但是，这这个应应答性是不依存机械而存在的，回路在伺服内部，并且，这这个应应答性可以充分地高，因此不能与机械相调调整。电电流控制部电电流流输输出出应应答答与电电机的应应答相比显显著地早YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty141.3.21.3.2 有关速度控制的性能有关速度控制的性能评评价价速度环环增益和速度环积环积分时时参数影响速度控制的性能。速度环环增益中又包括过过度应应答的速度环环增益和频频率应应答的速度环环增益。关于速度控制的性能评评价A-1) 过过度应应答的速度环环增益A-

10、2) 频频率应应答的速度环环增益A) 速度回路增益B)速度回路积积分时时参数YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty15 过过度应应答速度环环增益 输输入阶阶梯状的信号之后到输输出指令值值到达63.2%的这这一段时间时间称为为时时参数，这这个逆数称为为速度环环增益。63.263.2速度速度100100阶阶梯状的速度指令（输输入）实际实际的电电机应应答（输输出） ）速度速度环环增益增益 KvKv1 1T Tm m （単位（単位1 1）时间时间（）时时参数参数 T Tm m（）（）1.3.2- A1.3.2- A） ） 速度速度环环增益增益YASKAW

11、AQuality and BeautyQuality and Beauty16 A-2） ） 所所谓谓的的频频率率应应答特性速度答特性速度环环增益增益电电机回转转速度伺服器伺服器电电机机速度指令速度指令输输入端子入端子速度指令速度指令电压电压电电机回机回转转速度速度增益增益E Ei位相遅位相遅增益是（ ） 的频频率称为为这这个频频率的频频率特性是21.3.2- A1.3.2- A） ） 速度速度环环增益增益YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty17过过度度应应答性的速度答性的速度环环增益增益和和频频率率应应答性的速度答性的速度环环增益增益 的关系

12、的关系 1.3.2- A1.3.2- A） ） 速度速度环环增益增益YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty18速度环积环积分时时参数能对应对应机械刚刚性进进行设设定。速度环积环积分时时参数缩缩短，指令也一致缩缩短时间时间，如果不缩缩短，机械会发发生振动动。有必要设设定适合的机械刚刚性。時間時間 速度环环增益和积积分时时参数之间间有一定的关系.即使设设定了最适的速度环环增益速度速度時間积积分时时参数设设定不良时时1.3.2 B） ） 速度速度环积环积分分时时参数参数YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beaut

13、y19位置环环增益 位置环环增益就是进进行位置决定的时时候速度的应应答性。 在数字伺服中，位置决定指令是以脉冲信号输输入的。 位置决定量就是脉冲量。位置决定速度就是单单位时间时间（S）内通过过的脉冲数 （：）（：）。 输输入的脉冲数和反馈馈的脉冲数一致时时，才完成了位置决定过过程。 在位置控制部，输输入脉冲的加算，反馈馈脉冲的减算，设设置计计数器 （也称偏差计计数器）。1.3.31.3.3 位置位置环环增益增益YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty20速度指令大回転。位置决定位置决定动动作的作的实实例例 指令指令单单位位在在的距离中的距离中 以以

14、进进行位置决定。行位置决定。位置决定脉冲数位置决定脉冲数：，：， 位置决定速度位置决定速度：，：，1.3.31.3.3 位置位置环环增益增益（続）（続）YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty21 用用户户参数参数目标标:在学习习伺服系统统在机械电电机方面的安装时时，首先首先要学习习如何调节如何调节用户户参数。 它是位置控制与与电电气之间间的一个界面，它包含了电电机 与编码编码器的工作。其他的自动动控制机器的连续连续性和互 锁锁性。2.1 用户户参数的定义义和安装2.2 用户户参数实实例YASKAWAQuality and BeautyQualit

15、y and Beauty222.1 用用户户参数的定参数的定义义和安装和安装用户户参数有两个类型。 选择选择型 由16个环节环节4行组组成。 根据各行的设设定，选择选择机能。 调调整型 设设定数值值。用户户参数可通过过WIN+软软件，数字操作器，面板操作器设设定。 2 - 2YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty232.2 用用户户参数概要参数概要选择选择型 (Pn-000 003等)控制模式选择选择(位置,速度, 转转矩控制) 机能使用、不使用设设定报报警时时的伺服运作选择选择电电机回转转方向的设设定I/O信号的开断（使用）不使用（常時ON、O

16、FF）调调整型(Pn100等)各种增益 位置决定单单位、速度、及转转矩指令 信号点动动速度有关转转矩速度的参数连续连续参数以下是以下是SGDM(SGDH)伺服用的伺服用的二二个个类类型的参数型的参数。 。YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty242.2.1 选择选择型用型用户户参数的代表例参数的代表例分分 類類設設 定定 値値説説 明明电电机电电机回转转方向设设定Pn000的的0位位 0以及以及 0:正转转1:逆转转控制模式选择选择Pn000的的1位位0B0:速度控制 1:位置控制 2:转转矩控制3:内部设设定速度选择选择 等伺服OFF时时及报报

17、警发发生时时的停止法Pn001的的0位位 0 1以及以及2 0:以动态动态制动动（DB）停止 1:以DB停止、在这这之后DB解除 2:自由运行状态态停止超程时时停止选择选择Pn001的的1位位0 以及以及20:自由运行停止：减速停止后伺服振动动2:减速停止后自由运行状态态AC/DC电电源输输入选择选择Pn001的的2位位0以及以及 0: AC电电源输输入1: DC电电源输输入警报报代码输码输出Pn001的的3位位0以及以及 0:只在端子AOL1,AOL2,AOL3输输出警告代码码1:故障代码码、警告代码码两方面输输出Pn000Pn001YASKAWAQuality and BeautyQual

18、ity and Beauty25分分 類類参数参数名名 称称出厂设设定增益关系增益关系Pn100Pn101Pn102Pn103Pn104Pn105Pn106速度环环增益速度环积环积分时时参数位置环环参数惯惯性力矩比第2速度环环增益第2速度环积环积分时时参数第2速度环环增益40200040040200040单单位HZ0.01ms sHZ0.01ms2.2.2 用用户户参数参数（ （调调整型整型）代表例）代表例YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty26 伺服增益的伺服增益的调调整整3.1 增益的特性确认认3.2 在线线自动动运行3.3 手动动运行目目

19、标标： ：伺服增益特性的增益伺服增益特性的增益。 。 YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty273.1 增益特性确增益特性确认认1 Kv=120,Kp=80Kv=120,Kp=120位置环环增益的变变更整定时间变时间变化COIN信号使用信号使用YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty283.1 增益特性确增益特性确认认 2速度环积环积分时时参数超程的影响Kv=120Hz,Ti=8.0msKv=120Hz,Ti=2.0ms超程小超程小、 、位置决定位置决定迟缓迟缓超程大、位置决定快速超程大、位置决定快速

20、YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty29位置决定量位置决定量： ： 10转转位置决定速度位置决定速度： ： 3000 min-1只上升只上升Kp,应应答答变变快快,观观察速度察速度带带来的振来的振动动。 。Kv=40,Kp=100, JL/JM=460%Kv=160,Kp=100, JL/JM=460%Kv=40,Kp=40, JL/JM=460%3.1 增益特性确增益特性确认认 3和和的平衡的平衡YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty301)在线线自动动运行 在伺服的运行中测测定负负荷惯惯性的最

21、大值值, 一定地保持以速度环环增益 或位置环环增益为为目标标的机能。) 自动动运行下的自动设动设定增益 速度环环增益 Kv （Pn100） 速度环积环积分时时参数Ti （Pn101） 位置环环增益 Kp （Pn102） 转转矩指令滤滤波器时时参数 （Pn401）设定机械刚性以最初设定运转运作运作手动调整保存结果变动设定常时自动运行运作3.2 在在线线自自动动运行运行 YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty313.3 手手动动运行运行 在手动动运行不能满满足应应答特性的情况、还还可通过过提前运行、分别地对对增益一个一个地进进行运行。 。模拟拟指令增

22、益的调调整指令电压电压偏移最小化速度环环增益的调调整积积分时时参数的调调整位置环环增益的调调整位置关系提前运行机能的调调整仅仅位置控制的位置控制的时时候候根据上位控制的指令输输出，进进行增益的调调整。来自上位控制的指令输输出为为0的时时候，电电机完全停止，调调整偏置。即使手即使手动动运行运行还还不能不能满满足足应应答特性的情况答特性的情况, ,提前运行提前运行机能可适用机能可适用, ,进进行行调调整整。 。积积分分时时参数参数长长，位置，位置环环增益小增益小。 。为为了得到最适了得到最适应应答性，答性，调调整速度整速度环环增益。增益。直到无机械振直到无机械振动动, ,将将积积分分时时参数参数进

23、进行行缩缩短短调调整整。 。直到无机械振直到无机械振动动, ,将位置将位置环环增益增益进进行行扩扩大大调调整整。 。YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty32根据不同的增益,学习习如何改变应变应答特性。 。Kv=40HZ Ti=20ms Tf=1msKv=40HZ Ti=20ms Tf=1msKv=85HZ Ti=10ms Tf=0.5msKv=85HZ Ti=10ms Tf=0.5msKv=160HZ Ti=6ms Tf=0.21msKv=160HZ Ti=6ms Tf=0.21ms由始由始动动开始到达指令开始到达指令值值指指时间为时间为 8

24、8同同 5 5同同 3.73.73.3 手手动动运行运行 YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty33电机的机种和容量的选定4.14.1选选定公式的定公式的导导入入4.24.2为选为选定而定而讨论讨论的的项项目目 选选定定讲习讲习4.34.34.44.4样样本本读读取的方法取的方法 再生再生讨论讨论4.54.5目目标标： ： 学习习伺服电电机(机种和容量)选选型公式的要点。并且根据向本社用户户提供的电电机选选型软软件,进进行选选型讲习讲习和再生讨论讨论.YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty34400

25、0400030003000100010002000200024680转转矩矩 (Nm)速度速度 (min-1)瞬时时最大转转矩（瞬时时究竟是多少秒？ 参照下页页的符负负荷特性）连续连续使用最大转转矩连续连续使用区域反复使用区域RMS转转矩在连续连续使用范围围内的话话、在过负过负荷特性容许时许时也可以使用（关于实实效值值以后叙述）安全使用区域RMS转转矩必须须在这这个区域里额额定回转转速度（以额额定速度运行的电电机回转转速度）SGMAH-08A失速转转矩速度为为0时时的转转矩500050004.14.1 样样本的本的读读取取 1 1A) 转转矩矩-回回转转速度特性速度特性YASKAWAQuali

26、ty and BeautyQuality and Beauty35B) 过负过负荷特性荷特性 通電時間通電時間 (s) (s)100010001001005 53 31 10.70.71 13 32 2电电机额额定电电流 (%)样样本的本的读读取取 2 2热热启动动冷启动动热热启动动： 电电机在热饱热饱和状态态使用的情况冷启动动： 电电机在充分冷却时时运作的情况额额定的多少倍（）的电电流、经过经过几秒流过过。见见右图图、冷启动动、2倍的额额定电电流在秒中流过过读读取情况还还是相当良好。 。4.14.1YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty364.

27、1 伺服选型原则及步骤一、伺服选型原则 力矩:负载力矩额定力矩;加速力矩最大力矩;转动惯量比:负载侧转动惯量与电机转子转动惯量比要在电机允许范围内转速:设计转速电机最大转速控制方法:模拟量控制、脉冲控制或通信控制安装尺寸:应考虑电机法兰面、轴径、整体尺寸制动器：电机是否需要带制动器(根据机械结构）使用环境：电机是否要加油封（是否有油水）再生能量：再生能力是否过大，需加外置再生电阻YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty374.2 选型公式的导入1工作台工作台： ： 质质量量 （）（） 移移动动速度速度 （）（）电电机机连轴连轴器以及器以及减速机减速

28、机（ （減速比減速比） ）N M （in- ） ）机械效率机械效率 推力推力 ：（）：（） 下注下注摩擦系数摩擦系数滚滚珠珠丝丝杠杠： ： 长长度度 （）（） 导导程程 （）（） 直径直径 （）（） 密度密度 （ ） ）BLPvNBLMPvRNRN得得根据根据 和和 的关系的关系（）（）由由YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty38工作台工作台： ： 质质量量 （）（） 移移动动速度速度 （）（）电电机机连轴连轴器以及减速机器以及减速机（ （減速比減速比） ）N M （in- ） ）机械效率机械效率 推力推力 ：（）：（） 下注下注摩擦系数摩擦系

29、数滚滚珠珠丝丝杠杠： ： 长长度度 （）（） 导导程程 （）（） 直径直径 （）（） 密度密度 （ ） ）电电机（回转转速度：N（min-）输输出的 倍就成为为工作台运行的动动力。 这这个时时候电电机转转矩T 60)8.9(602vFmNTMLMLNvFmT2)8.9(得得另另BLMPvRNRN如果有如果有那么下式也成立那么下式也成立。 。RPFmTBL2)8.9(注： 所谓谓推力，就是金属加工时时与切削力反作用的力，它是外力施与工作台的一个很重要的力。只是工作台移动动的情况时时F=0。RPNvBM4.2 选型公式的导入2（）（）（）（）由由YASKAWAQuality and BeautyQ

30、uality and Beauty39 电电机机（ （回回转转速度速度： ：N（ （min- ）考考虑虑到到回回转转运运动动能能可可换换算改算改变变成成直直线线运运动动能能、 、电电机机轴换轴换算工作台算工作台惯惯性力矩性力矩J J（ （kgkg ）可由）可由下式下式导导出出 。 。得得221)60(21)602(21vmNJML21)2(MLNvmJ以及以及21)2(RPmJBL4.2 选定公式导入3（）（）（）（）由由YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty40（）（）滚轴丝轴丝杠的惯惯性力矩J与质质量知晓晓的话话，就导导出下式。422321)

31、21()21(21BBBBBBDLLDDJ2281)21(21BBBBBDMDMJ（）（） 质质量量 不知不知晓晓的的话话，明白，明白材质材质的密度就可的密度就可导导出下式。出下式。体积积4.2 选型公式导入4（）（）（）（）YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty41 电电机（回転速度：N（min-）的回转转能量可以看作滚轴丝轴丝杠的回转转能量、电电机轴换轴换算的滚轴丝轴丝杠的惯惯性力矩J3（kg）可由下式导导出。223)602(21)602(21lBMLNJNJ23)(MlBLNNJJ另另LMNRN的话话，可得BLJRJ23)1(（）（）滚轴丝

32、轴丝杠的电电机轴换轴换算惯惯性力矩根据根据 电电机机轴换轴换算全算全负负荷荷惯惯性力矩性力矩 连轴连轴器以及减速机的器以及减速机的惯惯性力矩性力矩 、 、 321LLLLJJJJ注：一般来说说，由电电机轴轴来看减速机的惯惯性力矩是减速机厂家定好的。 不能给给与连轴连轴器的惯惯性力矩的，就用质质量、直径以及材質密度 直径以及厚薄，利用公式算出滚轴丝轴丝杠的惯惯性力矩。4.2 選定公式導入5得到得到YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty42 给给与机械所要求的始动时间动时间、制动时间动时间，但究竟要给给多少的始动转动转矩、制动转动转矩，由下式可以求得

33、。N NM M始動時間始動時間 t ta a回転速度回転速度minmin-1-1 時間時間 角加速度角加速度 （/）N Nt ta a始動時間始動時間 t t 始動（始動（Tp（ （N）根据回转转运动动的基本公式 T=J、 电电机的惯惯性力矩JM、电电机轴换轴换算的 全负负荷惯惯性力矩JL、所要始动转动转矩 T、电电机轴换轴换算负负荷转转矩TL （T TL）是对对加速有益的转转矩 下式成立。得得aLMMLptJJNTT)()602(LaLMMpTtJJNT)()602(4.2 选型公式的导入6（）（）由由YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty43

34、制制动时动时, ,负负荷荷转转矩有下式的关系成矩有下式的关系成立立。 。 制制动转动转矩矩（ （T （ （N）注注 ： ： 这这个式子的成立条件个式子的成立条件,电电机机产产生的生的转转矩矩(电电流流)饱饱和并且和并且电电机回机回转转速度接近速度接近额额定速度定速度。 。回回转转速度低的速度低的时时候的始候的始动时间动时间随着随着应应答性是由增益决定的答性是由增益决定的. .得得aLMMLptJJNTT)()602(LaLMMpTtJJNT)()602(N NM M始始动时间动时间 t ta a回回转转速度速度minmin-1-1 時間時間 角加速度角加速度 （/）N Nt ta a制制动时间

35、动时间t t 4.2 选定公式导入7（）（）由由YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty444. 3 4. 3 为选为选定所定所讨论讨论的的项项目目实实效效值值这这个个电电流流 称称为为 电电流流 i i1 1(t (t1 1） ）i i 2 2(t (t 2 2 ) ) i i 3 3 (t (t 3 3) )的的实实效效值值。 。1 1电电阻阻RR 1 1 （ （t t1 1+t+t2 2+t+t3 3+t+t4 4） ） 3 3 4 4t t i i1 1-i -i3 3 电电阻阻R R的的电电流器如下流器如下图图与与电电流流流流过时过时的的

36、发热发热量相同量相同, ,直流直流电电I I与与发热发热量量Q Q的关系的关系: :Q Q （ ） ） ttititiI323222121在伺服器的情况下,转转矩与电电流成正比关系,转转矩的实实效值值与电电流实实效值计值计算方法相同,这这个值值在额额定转转矩以下的话话,电电机就会产产生热热量。YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty454.4 选定讲习工作台工作台： ： 质质量量 （）（） 移移动动速度速度 （）（）电电机机连轴连轴器以及器以及减速机减速机（ （減速比減速比） ）N M （in- ） ）机械效率机械效率 推力推力 ：（）：（） 摩擦

37、系数摩擦系数滚滚珠珠丝丝杠杠： ： 长长度度 （）（） 导导程程 （）（） 直径直径 （）（） 密度密度 （ ） ）根据左图图的机械例,想定具体的值值,进进行电电机选选定的讲习讲习。 工作台质质量 m ： 50（kg） 工作台移动动所要求的推力 F ： 2（） 工作台台面的摩擦系数 ： 0.2 机械效率 ： 0.9 工作台移动动速度 ： 12（m/min） 滚轴丝轴丝杠导导程 PB： 6（mm） 滚轴丝轴丝杠长长度 LB： （m） 滚轴丝轴丝杠直径 DB： 25（mm） 滚轴丝轴丝杠材质质密度 ： 7.87（） 减速比 /R ： 1/2 （滚轴丝轴丝杠回转转速度电电机回转转速度） 连轴连轴器以

38、及 L：0.45（kgcm） 减速机惯惯性力矩 1转转所行走的距离 L：0（mm） 转转所需要的时间时间 ： 1.0（） 位置决定时间时间 ：0.3（） 停止时间时间 ： 0.7（）YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty46(a) 速度线图线图4.4 选定讲习回回转转速度速度minmin-1-1 始始动时间动时间t ta a时间时间 制制动时间动时间t t 位置决定位置决定时间时间t t 0.30.3休止休止时间时间 t te e0.70.7下一个回下一个回转转正常运行速度正常运行速度运行距离运行距离N NM M机械性能如下图图速度曲线线所示。(

39、b) (b) 电电机所要的回转转速度NM（min-1）1min4000006. 0212MN电电机的回转转速度在4,000min-1、就应该选择应该选择最高回転速度在4,000min-1以上的机种。这这里选择选择的是系列。或者使用超过额过额定速度、连续转连续转矩比额额定转转矩小的电电机。根据根据（）式（）式YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty47(c) (c) 正常运行转转矩L（Nm）利用工作台的电电机轴换轴换算负负荷转转矩L（）式求得。)(053.09 .0400014.3212)2502 .08 .9(2)8 .9(mNNvFmTML即使是

40、使用（）式,结结果相同。)(053. 09 . 0214. 32006. 0)2502 . 08 . 9(2)8 . 9(mNRpFWTL4.4 选型讲习YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty48（ （d d） ） 电电机轴换轴换算全负负荷惯惯性力矩JL（gm2）（ （d） 工作台的电电机轴换轴换算惯惯性力矩 JL1工作台的电电机轴换轴换算惯惯性力矩L（）以及（）式求得。)(10114.0)214.32006.0(50)2(24221mKgRPMJBL（d） 滚轴丝轴丝杠的电电机轴换轴换算惯惯性力矩 JL（ （d）电电机机轴换轴换算全算全负负荷荷

41、惯惯性例矩性例矩J JL L（g g m m2 2） ）就此例就此例, ,滚滚珠珠丝丝杠的杠的电电机机轴换轴换算算惯惯性力矩性力矩 L L 由由（）、（）式（）、（）式求得求得。 。432423)025.0(11087.714.3321)21(321)1(BBLDLRJ)(10754.024mkg )(10)754.045.0114.0(24321mkgJJJJLLLL)(1032.124mkg 由此值值,为为了使惯惯性力矩比不超过过30倍,假设选设选定为为200W。 。4.4 选型讲习YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty49（ （e e） ）

42、 始动时间动时间ta（）、制动时间动时间td（） （由图图 ta=td）在0.3秒进进行5mm的位置决定,制动时间动时间ta、正常运作时间时间tc,成立以下式。50)2121(6012000acattt3.0)(acattt由此二式求得ta、。0.2 ta0.0525.0)(catt3.0)2(catt4.4 选型讲习YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty50（）（） 始动转动转矩TP （N） 、制动转动转矩TS时间时间td（ N）始动转动转矩 T、制动转动转矩 T 由（）式（）式求得。LaMLMpTtNJJT160)2()()(246.1053

43、1.005.0140006028.610)32.1106.0(4mN LaMLMsTtNJJT160)2()()(140.10531.005.0140006028.610)32.1106.0(4mN 4.4 选型讲习YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty51（）（） 实实效效转转矩矩 T T （ （N N） ）由由转转矩矩线图线图求得求得实实效效转转矩矩Trms,Trms,如下式如下式。 。eacaascLaprmstttttTtTtTT222)(378.07.005.02.005.005.0140.12.00531.005.0246.1222m

44、N 这这个个值值在在选选定定电电机的机的额额定定转转矩矩 0.637(N0.637(N）以下（）以下（负负荷率荷率59%59%） ）, ,因此可以使用因此可以使用。 。4.4 选选型讲习讲习YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty524.5 再生讨论 1如果可以选选定电电机、适用的伺服器也应该选应该选定、再生处处理能力有必要进进行讨论讨论。电电机被负负荷转动转动的情况时时被称为负负为负负荷或者垂直负负荷。比如：如果如右图图的计计数砝码码（或者平衡负负荷），作上下运动动的机械在下降时时会成为为垂直的负负荷。平衡砝平衡砝码码（ （计计数砝数砝码码） ）

45、没有的没有的话话、 、下降下降时时就成了就成了负负负负荷荷（ （垂直垂直负负荷荷） ）伺服伺服电电机机即使是水平运动动的情况，制动时电动时电机会变变成转转矩方向和回转转方向相反的发电发电机，这这种状态态就成为为再生模式。回回转转方向方向转转矩方向矩方向普通模式普通模式再生模式再生模式YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty53再生再生电电阻阻-+DC电电机机4.5 回生検討 2在伺服器中、之前所述的发电电发电电力（再生能量）可由内置电电阻器消耗、惯惯性力矩大的时时候再生能量也大,内置电电阻会有不足消费费的情况。如此使用,就会成为烧为烧坏内置电电阻器

46、的故障原因。因此再此有必要讨论讨论再生能量是否能在内置电电阻中消耗。作作为电为电机工作机工作时时 电电流的方向流的方向作作为发电为发电机工作机工作时时 电电流的方向流的方向YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty人有了知识识，就会具备备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们们要勤恳读书恳读书，广泛阅读阅读，古人说说“书书中自有黄金屋。”通过阅读过阅读科技书书籍，我们们能丰富知识识，培养逻辑逻辑思维维能力；通过阅读过阅读文学作品，我们们能提高文学鉴赏鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报过阅读报刊，我们们能增长见识长见识，扩扩大自己的知识识面。有许许多书书籍还还能培养我们们的道德情操，给给我们们巨大的精神力量，鼓舞我们们前进进。YASKAWAQuality and BeautyQuality and Beauty