如何快速防爆伺服电机选型?

2022-06-18 10:11:03 admin 0
动图

上次,我们讨论了如何简单快速调试伺服电机,今天,我们探讨伺服电机如何选型。上面是XY直角坐标机械手,由丝杆作为传动部件。我们知道驱动模组运动可以是步进电机,也可以是伺服电机,但是对于我们设备制造商,我们不仅要考虑功能实现,而且还要考虑设备集成的成本,伺服电机要比步进电机的价格要高很多,所以,对于上面驱动电机,选用什么电机非常有必要。

是选用步进电机还是伺服电机呢?



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选用那种电机,我们主要从这三方面考虑

1、转速

步进电机转速一般在600-1000转/分

伺服电机3000-5000转/分

2、扭矩

步进电机V/F曲线



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伺服电机V/F曲线



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从上面曲线我们可以看出随着步进电机速度增大扭矩在减小(额定转速为600转/分钟),而伺服电机(额定转速为3000转/分钟)是恒扭矩,除非超过伺服电机额定转速转矩才会逐渐减小。

3、精度

我们知道步进电机的精度以步距来衡量,市场上步进电机的步距角一般有0.36度/0.72度(五相电机)、0.9度/1.8度(二、四相电机)、1.5度/3度 (三相电机)德国百格拉公司(BERGER LAHR)生产的三相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°。我们以步距角为0.036°的步进电机为例。

0.036=360/10000

假设给这个步进电机后端加上编码器,那么公式相当于电机转一圈编码器发出10000个脉冲,编码器分辨率是10000。

伺服电机的精度是电机后端的编码器分辨率来衡量的,现在伺服编码器分辨率达到2的23次方,可见伺服电机的精度远远比步进电机精度高。

至于选步进电机还是伺服电机,我们依据上面选择条件就可以选定电机品种了,如果选用伺服电机,那么我们如何确定伺服电机的选型和参数呢?



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选定伺服电机,我们依据这三个因素:

转速:



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N:电机转速(转/分) V:物体移动速度(m/min) PB:丝杆导程(mm)

转速选择标准:N小于电机额定转速的0.8倍

转矩:



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T总:驱动总转矩 T负载:负载转矩 T惯量:惯量转矩 F:负载推理也就是摩擦系数乘以负载重力 PB:丝杆导程 J总:系统总惯量 β :角加速度J负载:负载的惯量 J联轴节:联轴节的惯量 J丝杆:丝杆的惯量 M:负载重量 D:直径 N:转速

转矩选择标准:T总小于电机额定转矩的0.8倍

精度

我们以上银丝杆为例,来看看伺服电机和丝杆选配



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以精度等级为C6的丝杆为例,现不考虑负载大小、加减速度和减速比.C6重复定位精度是0.023mm,导程是5mm ,那么伺服电机编码器分辨率要大于(5/0.023)理论上可以满足定位需求。但是在实际,不管是速度,扭矩,还是精度选择是要留些余地。



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