伺服电机选择.doc

如何来选择伺服电机( 一点经验) 伺服电机, 按照通常的区分划分为步进电机、直流有刷伺服电机、直流无刷伺服电机、交流伺服电机, 随着科技的日益进步, 许多特种伺服电机应运而生, 比如压电陶瓷电机、直线电机以及音圈电机,在这里我们主要讲讲通常意义下伺服电机的选择。选择什么样的伺服电机, 在很大程度上取决于负载的物理特性, 负载的工作特性、系统要求以及工作环境。一旦系统要求确定后, 无论选择何种形式的伺服电机, 首先要考虑的是选择多大的电机合适,主要考虑负载的物理特性, 包括负载扭矩、惯量等。在伺服电机中, 通常以扭矩或者力来衡量电机大小,所以选电机首先要计算出折算到电机轴端负载扭矩或者力的大小。计算出扭矩以后需要留出一部分余量,一般选择电机连续扭矩>= 倍负载扭矩, 这样能保证电机可靠的运行。除此外还需要计算折算到轴端负载惯量的大小, 一般选择负载惯量:电机转子惯量<5:1 ,以保证伺服系统响应的快速性。如果出现电机和负载之间惯量, 扭矩不匹配的情况,那么只能牺牲速度,在电机和负载间增加减速机了,这时你需要权衡。选择出用多大扭矩的电机后, 需要做的是了解负载的工作特性和工作环境。负载的工作特性包括如负载是高速还是低速运行, 加速度需要达到多少, 是否需要频繁起停, 频率需要达到多少, 系统运行精度等等。这时选择伺服电机也并没有什么特定的规律可循, 关键的是你所选择的电机必须适应你负载运动的工作要求。比如在系统精度要求不高、运动速度在几百转以下( 不超过 500 转) 但不至于过低(大于1 转),不需要频繁起停的情况下, 步进电机是一种很好的选择。这是因为步进电机开环控制, 控制精度低,速度太高, 电机扭矩会下降的很快, 将带不动负载, 速度过低会出现转动不连续的爬行现象, 而且步进电机的响应也不快,不适合频繁启动的应用场合。当运动速度几转到 3000 多转以下时,控制精度相对要求较高,可以选择直流或者交流伺服电机。一般情况下, 交流伺服电机低速特性不如直流伺服电机, 如果负载工作于较低速,建议选择直流伺服电机。而有刷直流电机由于存在电刷换相, 会有换相环火产生, 在真空防暴水下等场合是不能使用的, 并且由于环火使电机轴膨胀以及传导给连接部件, 在系统精度要求高的场合也不能使用。现在工业应用中广泛应用的交流伺服电机为交流永磁同步电机, 由于其在额定转速以下呈现的恒扭矩特性,所以伺服驱动系统( Servo System ) 简称伺服系统, 是一种以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统,例如数控车床等。使用在伺服系统中的驱动伺服电机要求具有响应速度快、定位准确、转动惯量( 使用在电机系统中的伺服电机转动惯量较大, 为了能够和丝杠等机械部件直接相连。伺服电机有一种专门的小惯量电机, 为了得到极高的响应速度。但这类电机的过载能力低, 当使用在进给伺服系统中时, 必须加减速装置。转动惯量反映了系统的加速度特性,在选择伺服电机时,系统的转动惯量不能大于电机转数惯量的 3 倍)较大等特点,这类专用的电机称为伺服电机。当然,其基本工作