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如何選擇合適的伺服電機

發布日期：2024-04-10新聞來源：威衡科技

1.應用場景

自動化領域的控制型電機可分為伺服電機、步進電機、變頻電機等。在需要較為精確的速度或位置控制的部件，會選擇伺服電機驅動。
變頻器+變頻電機的控制方式，是通過改變輸入電機的電源頻率而改變電機轉速的控制方法。一般只用于電機的調速控制。
伺服電機與步進電機相比：
a) 伺服電機使用閉環控制，步進電機為開環控制；
b) 伺服電機使用旋轉編碼器計量精度，步進電機使用步距角。普通產品級別上前者的精度可達后者的百倍數量級；
c) 控制方式相似（脈沖或方向信號）。
2.供電電源
伺服電機從供電電源上區分可分為交流伺服電機和直流伺服電機。

二者還是比較好選擇的。一般的自動化設備，甲方都會提供標準的380V工業電源或220V電源，此時選擇對應電源的伺服電機即可，免去電源類型的轉換。但有一些設備，比如立體倉庫中的穿梭板、AGV小車等，由于本身的移動性質，大部分使用自帶直流電源，所以一般使用直流伺服電機。

3.抱閘

根據動作機構的設計，考慮在停電狀態下或靜止狀態下，是否會造成對電機的反轉趨勢。如果有反轉趨勢，就需要選擇帶抱閘的伺服電機。

4.選型計算

選型計算前，首先要確定的是機構末端的位置和速度要求，再者確定傳動機構。此時即可選擇伺服系統和對應的減速器。
選型過程中，主要考慮以下參數：
4.1.功率和速度
根據結構形式和最終負載的速度和加速度要求，計算電機所需功率和速度。值得注意的是，通常情況下需要結合所選電機的速度選取減速機的減速比。
在實際選型過程中，比如負載為水平運動，因為各個傳動機構的摩擦系數和風載系數的不確定性，公式P=T*N/9549往往無法明確計算（無法精確計算扭矩的大?。?。而在實踐過程中，也發現使用伺服電機所需功率最大處往往是加減速階段。所以，通過T=F*R=m*a*R可定量計算所需電機的功率大小和減速機的減速比（m：負載質量；a：負載加速度；R：負載旋轉半徑）。
有以下幾點需要注意：
a) 電機的功率富余系數；
b) 考慮機構的傳動效率；
c) 減速機的輸入和輸出扭矩是否達標，并有一定的安全系數；
d) 后期是否會有加大速度的可能性。
值得一提的是，在傳統行業中，例如起重機等行業，使用普通的感應電機驅動，加速度無明確要求，計算過程使用的是經驗公式。
注：負載垂直運行的情況下，注意把重力加速度計算在內。
4.2.慣量匹配
要實現對負載的高精度控制，需要考慮電機與系統的慣量是否匹配。
4.3.精度要求
計算經過減速機和傳動機構的變化后，電機的控制精度是否能夠滿足負載的要求。減速器或某些傳動機構有一定的回程間隙，都需要考慮。
4.4.控制匹配
這個方面主要是與電氣設計人員溝通確認，比如伺服控制器的通訊方式是否與PLC匹配，編碼器類型及是否需要引出數據等。