伺服电机的选择原则

伺服电机的选择原则 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

1、机电领域中伺服电机的选

现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。伺服驱动装置核心，因此，伺服电机的选择就变得尤为重要。首先要选出满足给定负载要求的电动机，然后量、体积等技术经济指标选择最适合的

各种电机的T-

（1）传统的选择

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)表用角速度 (t)，角加速度 (t)和所需扭矩T(t)表示，它们均可以表示为时间的函数，与其他然。电机的最大功率P电机，最大应大于工作负载所需的峰值功率P峰值，但仅仅如此是不够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

的下限，n下限=T峰值/T电机，最大，如果n下限大于n上限，选择的电机是不合适的。反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传动比的准确计算非常繁

（2）新的选择

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，这种表示方法使得检查和不同系统间的比较更方便，另外，还提供了传动比的一个可能范围。这种方法的优点：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需要用大量的类比来检查电机是否能够驱动某个特定

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。比如，一个大的传动比会减小外的影响，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，因此电扭矩。选择一个合适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可以找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自身的最大速二是，电机任意时刻的标准扭矩小于电机额定扭矩

2、一般伺服电机选择考虑（1）电机的最高电机选择首先依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

式中，为电机的额定转速（rpm）；n为快速行程时电机的转速（rpm）；为直线运行速度（m 传动比，u=n电机/n丝杠；丝杠导程（

（2）惯量匹配问题及计算负为了保证足够的角加速度使系统反应灵敏和满足系统的稳定性要求, 负载惯量JL应限制在

内，即

式中，为各转动件的转动惯量，；为各转动件角速度，rad/min；为各移动件的质量，kg；度，m/m i n；为伺服电机的角速度，r a d

（3）空载加速

空载加速转矩发生在执行部件从静止以阶跃指令加速到快速时。一般应限定在变频驱动系80%以内

式中，为与电机匹配的变频驱动系统的最大输出转矩（）；为空载时加速转矩（）；为快速行轴上的载荷转矩（）；为快速行程时加减速时间常数

（4）切削负载在正常工作状态下，切削负载转矩不超过电机额定转矩式中，为最大切削转矩（）；D为最大（5）连续过载连续过载时间应限制在电机规定过载时间3、根据负载转矩选择伺服

根据伺服电机的工作曲线，负载转矩应满足：当机床作空载运行时，在整个速度范围内，加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，加应在特性曲线的允许范围内。加在电机轴上的负载转矩可以折算出加到电机轴上

式中，为折算到电机轴上的负载转矩（）；F为轴向移动工作台时所需的力（N）；L为电机每（m）；为滚珠丝杠轴承等摩擦转矩折算到电机轴上的负载转矩（）；为驱动

式中，为切削反作用力（N）；为齿轮作用力（N）；W为工作台工件等滑动部分总重量（力使工作台压向导轨的正压力（N）；为摩擦系数。无

计算转矩时下列几点应特别

（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特别注意由于镶条加紧以及滑块表面的精度误差所产生

（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轻重量的设备。这样的转矩回应影响整个转矩。所以要

（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如图所示，在承受大的切削反作用力的瞬间，滑块表面的负载也增加。当计算切削期间的转矩而引起的摩擦转矩的增加应给予

（d）摩擦转矩受进给速率的影响很大，必须研究测量因速度工作台支撑物(滑块，滚珠，压力及润滑条件的改变而引起的摩擦的变化。已得出正确

（e）通常，即使在同一台的机械上，随调整条件，周围温度，或润滑条件等因素而变化。当计请尽量借助测量同种机械上而积累的参数，来得到正确

4、根据负载惯量选择伺服

为了保证轮廓切削形状精度和低的表面加工粗糙度，要求数控机床具有良好的快速响应特性的变化，电机应在较短的时间内完成必须的动作。负载惯量与电机的响应和快速移动ACC/DEC

大惯量负载时，当速度指令变化时，电机需较长的时间才能到达这一速度，当二轴同步插补进大惯量的负载产生的误差会比小惯量的大一些。因此，加在电机轴上的负载惯量的大小，将直度以及整个伺服系统的精度。当负载惯量5倍以上时，会使转子的灵敏度受影响，电机惯量和足

由电机驱动的所有运动部件，无论旋转运动的部件，还是直线运动的部件，都成为电机的负上的负载总惯量可以通过计算各个被驱动的部件的惯量，并按一定的规律将

（a）圆柱体

如滚珠丝杠，齿轮等围绕其中心轴旋转时的惯量可按下面（k g c m

式中，γ为材料的密度(k g/c m3)；D为圆柱体的直经(c m)；L为圆柱体（b）轴向移动物体的惯量工件，工作台等轴向移动物体的惯量，可由下（k g c m

式中，W为直线移动物体的重量(k g)；L为电机每转在直线方向移动的（c）圆柱体围绕中心运动时的惯量如图圆柱体围绕中心运动时的属于这种情况的例子：如大直经的齿轮，为了减少惯量，往往在圆盘上挖出分布均匀的孔这时

算

（k g c m

式中，为圆柱体围绕其中心线旋转时的惯量(kgcm2)；W为圆柱体的重量(kg)；R为（d）相对电机轴机械变速的惯量计算将上图所示的负载惯量J o折算到电机轴上的（k g c m

式中，、为齿轮的齿5、电机加减速时的（1）按线性加减速时加速

电机加速或减速时的

按线性加减速时加速转矩计算

（

式中，为电机的稳定速度；为加速时间；为电机转子惯量（）；为折算到电机轴上的负载惯服开环增益

加速转矩开始减小时的转速（2）按指数曲线

电机按指数曲线加速时的加速转

此时，速度为零的转矩T o可由下面公式（

式中，为指数曲线加速时间（3）输入阶段性速度这时的加速转矩T a相当于T o，可由下面公式求得（t （

6、根据电机转矩均方根值选

工作机械频繁启动，制动时所需转矩，当工作机械作频繁启动，制动时，必须检查电机是否过一个周期内电机转矩的均方根值，并且应使此均方根值小于电机的连续转矩。电机的均方根

式中，为加速转矩（Nm）；为摩擦转矩（Nm）；在停止期间的转矩（Nm）；，，

，，，的转矩

负载周期性变化的转矩计算，也需要计算出一个周期中的转矩均方根值，且该值小于额定转矩过热，正常工

负载周期性变化的转矩计

设计时进给伺服电机的选择原则是：首先根据转矩－速度特性曲线检查负载转矩，加减速求，然后对负载惯量进行校合，对要求频繁起动、制动的电机还应对其转矩均方根进行校合，机才能既满足要求，又可避免由于电机选择偏大而引起

8、伺服电机选择的步骤、方法以（1）决定运行

根据机械系统的控制内容，决定电机运行方式，启动时间ta、减速时间td由实际情况合典型运行方

（2）计算负载换算到电机轴上的转动惯为了计算启动转矩，要先求出负载的转

式中，L为圆柱体的长c m；D为圆柱体的直

式中，为负载侧齿轮厚度；为负载侧齿轮直径；为电机侧齿轮厚度；为电机侧齿轮直径；载转动惯量（）；为负载轴转速r p m；为电机轴转速r p m；

（3）初选电计算电机稳定运行时的功率P o以及转矩T L。T L为折算到电机轴上

式中，为机械系统的效率；负载轴（4）核算加减速时间或加减对初选电机根据机械系统的要求，核算加减速时间，必须小于机械加速时间

减速时间

上两式中使用电机的机械数值求出，故求出加入起动信号后的时间，必须加算作为控制电路

10ms。负载加速转矩可由起动时间求出，若大于初选电机的额定转矩，但小于电机的瞬时最大定转矩），也可以认为电机初选

（5）考虑工作循环与占空因素的实效转

在机器人等激烈工作场合，不能忽略加减速超过额定电流这一影响，则需要以占空因素求实初选电机额定转矩以下，则选择电机合适。以典型运行方式中

式中，为起动时间s；为正常运行时间s；为减速时间s；为波形系数。若不满足额定电机容量，再次核

逸飞

一、电动机起动方式的选择

作为应用最广泛的鼠笼型异步电动机，它采用降压起动的条件：一是电动机起动时，机械不的冲击转矩；二是电动机起动时，其端电压不能满足规范要求；三是电动机起动时，影响其他负

对于降压起动目前有两种方式，一种是降压起动，一种是软起动。他经过了三个发展阶段，起动器和自藕降压起动器，二是磁控式软启动器，三是目前最先进最流行的电子软启动器。电子是采用16位单片机进行智能化控制，他既能保证电动机在负载要求的起动特性下平滑起动，又冲击，同时，还能实现直接计算机通讯控制，为自动化智能控制打下良好的基础。

它们的造价比较是：“ Y-Δ”起动器须六根出线而且故障率太高，维修费也高已不常采用

千瓦80元左右，磁控的每千瓦150元左右，自藕和磁控的体积较大且故障率较高，维修费较高每个千瓦在80元到150元之间，一般情况下，一台开关柜能放多台电子软启动器，节省工程造低，维修费也低。所以，电子软启动器应是我们首选的目标。

二、电子软启动器的选择

通过以上所述，毋庸置疑地在工程设计和工程改造中，要想改善工艺提高自动化水平，降低益，对电动机的起动就必须首先采用先进的起动设备——电子软启动器。

在应用电子软启动器时应考虑哪些问题呢做为软启动器首先要看它的起动性能和停车性能，有以下五种起动方式：

软起动器疑难问题解答 1．什么是软起动器

软起动器是一种用来控制鼠笼型异步电动机的新设备，集电机软起动、软停车、轻载节能和一体的新颖电机控制装置，国外称为 Soft Starter。它的主要构成是串接于电源与被控电机之闸管及其电子控制电路。运用不同的方法，控制三相反并联晶闸管的导通角，使被控电机的输要求而变化，就可实现不同的功能。

lawfeng

软起动器家族及磁控式软起动器

一、软起动一词的朔源：

软起动一词始见于一九七七年美国宇航局工程师诺勒的专利：“功率因数控制器”的报道之中电动机节能器，其中的起动方式采用了电压爬升式起动始称软起动。此后在八十年代初期基于此机软起动器首先在西方国家问世并进入我国市场。由于其起动性能优越所以很快被广大用户认可压器为代表的电压分步式起动器逐渐地淡出市场。其实在此之前的液阻起动器也具备上述起动特该纳入软起动之范畴。

二、磁控式软起动器的诞生与延革：

磁控式软起动器是胡琪顺工程师九一年为适应油田生产设备的需要开题研究的，当时的首选起动器方案，但在实验中很快发现它存在以下问题：一是由于电子器件的固有特性使整机的性能斩波调压产生的高次谐波转矩使电动机在起动时产生微震现象。三是技术复杂现场维护困难尤员使用操作此问题更加突出。为此必须寻找一个既能保持软起动性能且可靠性能高的方案，这样而生了。磁控方案的核心就在于用磁放大器取代了可控硅作为主电路的执行单元。这样就实现磁备《电动机》的控制，使二者的瞬态抗过载能力处于同一水平，大幅度地提高了整机的可靠性和斩波调压为限幅调压抑制了高次谐波的影响使电动机在起动时消除了微震现象。同时也使整机的大为简化。对工况条件的适应性大为提高。满足了生产的需要和课题要求。

磁控式电动机软起动器简介

一、结构特征：

磁控式软起动器与电子式软起动器的主要区别在于主回路调压执行单元采用《大功率了电力半导体器件《可控硅模块》。其优势由此而产生。

二、性能特征:

1．过载能力强：磁放大器属于磁电器件，其过载能力为几十秒级；可控硅是电力半导体器

为几十毫秒级；两者抗过载能力不在同一等级（见下表）

磁放大器

瞬时不重复抗过载能力与电动机相同

可控硅

4Ie/ 3

3Ie/

2Ie/

2．输出波型好：磁放大器是控制磁场、调节电抗、限幅调压，输出为正弦波性，高次谐硅是斩波式调压输出波型不连续，为非正弦波、波型崎变高次谐波均产生、污染电网。（见下3．结构简单，安装操作方便，磁控式电动机软起动器对电源无相序要求；进线出线端也可自动调节、无需繁琐的设定。便于非专业人员操作。

4．起动性能好：磁控式软起动器由于输出波型好，所以电动机起动时电机平稳，无微震现动器由于高次谐波电磁力矩的影响，电动机起动时会不同成度地产生微震和噪声。

三、特有的性能：

磁控式软起动器在万一控制单元故障的情况下，可断开控制单元该设备可作通常的电抗响工作。而电子式则无此功能。

四、磁控式存在之不足：

磁控式软起动器（第二代专利升级版）体积与电子式基本持平，但重量较重。由于磁滞动器工作时会产生一定交流音频声

产品名

称:

三菱MR-J2S系列伺服马达型号:MR-J2S-40A

厂商:

数量: 1

单价:电议

类别:其他

龚小姐电

话:

传

真:

地

址:

樟木头

镇蓓蕾

街15

号

邮

编:

523653网

址:

三菱MR-J2S系列伺服马达

三菱伺服：MR-E，MR-J2S，三菱伺服MR-J2S手册

MR-J2S系列产品： MR-J2S-10A,MR-J2S-20A40A100A定转速（最大转

伺服电机的选型和计算

电机的选择：（1）电机扭矩的计算负载扭矩是由于驱动系统的摩擦力和切削力所引起的可用下式表达： FL M =π2 式中 M-----电动机轴转距； F------使机械部件沿直线方向移动所需的力； L------电动机转一圈（2πrad ）时，机械移动的距离 2πM 是电动机以扭矩M 转一圈时电动机所作的功，而FL 是以F 力机械移动L 距离时所需的机械功。实际机床上，由于存在传动效率和摩擦系数因素，滚珠丝杠克服外部载荷P 做等速运动所需力矩，应按下式计算： z z M h h F M B sp SP ao P K 2 11122? ??? ??++=ηππ M 1-----等速运动时的驱动力矩 π 2h F sp ao K ---双螺母滚珠丝杠的预紧力矩 F ao ------预紧力(N),通常预紧力取最大轴向工作载荷 F m ax 的1/3，即 F ao = 3 1F m ax 当F m ax 难于计算时，可采用F ao =~)(N C a ； C a -----滚珠丝杠副的额定载荷，产品样本中可查： h sp -----丝杠导程(mm)； K--------滚珠丝杠预紧力矩系数，取~； P---------加在丝杠轴向的外部载荷(N),W F P μ+=； F---------作用于丝杠轴向的切削力(N)； W--------法向载荷(N),P W W 11+=； W 1 -----移动部件重力(N),包括最大承载重力；

P 1 -------有夹板夹持时（如主轴箱）的夹板夹持力； μ --------导轨摩擦系数，粘贴聚四氟乙烯板的滑动导轨副09.0=μ，有润滑条件时，05.0~03.0=μ，直线滚动导轨004.0~003.0=μ； η 1 -------滚珠丝杠的效率，取~； M B ----支撑轴承的摩擦力矩，即叫启动力矩,可以从滚珠丝杠专用轴承样本中得到，见表2-6（这里注意，双支撑轴承有M B 之和的问题） z 1 --------齿轮1的齿数 z 2 --------齿轮2的齿数最后按满足下式的条件选择伺服电机 M M s ≤1 M s -----伺服电机的额定转距（2）惯量匹配计算为使伺服进给系统的进给执行部件具有快速相应能力，必须选用加速能力大的电动机，亦即能够快速响应的电机（如采用大惯量伺服电机），但又不能盲目追求大惯量，否则由于不能从分发挥其加速能力，会不经济的。因此必须使电机惯量与进给负载惯量有个合理的匹配。通常在电机惯量J M 与负载惯量J L （折算至电动机轴）或总惯量J r 之间，推荐下列匹配关系： 14 1≤≤J J M L 或 8.05.0≤≤ J J r M 或 5.02.0≤≤ J J r L 1. 回转的惯量：

伺服电机的选择原则

伺服电机的选择原则 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

1、机电领域中伺服电机的选择原则现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。伺服驱动装置是许此，伺服电机的选择就变得尤为重要。首先要选出满足给定负载要求的电动机，然后再从中按价格济指标选择最适合的电机。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，(t)，角加速度 (t)和所需扭矩T(t)表示，它们均可以表示为时间的函数，与其他因素无关。很显电机，最大应大于工作负载所需的峰值功率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电大于n上限，选择的电机是不合适的。反之，则可以通过对每种电机的广泛类比来确定上下限之间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同系统间的比较更方便，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。因此，不再需要机是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。比如，一个大的传动比会减小外部扭而且，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，因此电机需要较大的适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可以找到这个传动比n，它会地协调起来。一是，从电机得到的最大速度小于电机自身的最大速度电机，最大；二是，电机任电机额定扭矩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依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

怎样选择合适的伺服电机

怎样选择合适的伺服电机(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>=1.3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，所以多用于负载扭矩恒定或者变化不大的场合，比如机床进给系统。选择是相对的，同一种应用，可以用交流也可以用直流，有时取决于环境，比如有的机器人项目，交流电源相对而言比较难得到，那就只能用直流伺服电机了。还有许多特殊应用场合，常规意义的伺服电机是很难完成任务的，比如超低速平稳运行，有的甚至低到每年几转，一般的伺服电机完成不了这个要求，只能选择力矩电机来完成任务了。又比如需要频繁起停、快速响应、高加速度，普通伺服也很难满足要求，一般交流伺服电机带负载频繁起停频率不会高于 5HZ，而直线电机就不一样了，可以做到高加速度有的达30G，起停频率可到20HZ。选择电机唯一的规律就是了解负载特性，了解工作环境，了解电机特性，只有这样才能选择合适的伺服电机。

伺服电机计算选择应用实例全解

伺服电机计算选择应用实例 1．选择电机时的计算条件本节叙述水平运动伺服轴（见下图）的电机选择步骤。例：工作台和工件的 W ：运动部件（工作台及工件）的重量（kgf ）=1000 kgf 机械规格 μ ：滑动表面的摩擦系数=0.05 π ：驱动系统（包括滚珠丝杠）的效率=0.9 fg ：镶条锁紧力（kgf ）=50 kgf Fc ：由切削力引起的反推力（kgf ）=100 kgf Fcf ：由切削力矩引起的滑动表面上工作台受到的力（kgf ） =30kgf Z1/Z2：变速比=1/1 例：进给丝杠的（滚珠 Db ：轴径=32 mm 丝杠）的规格 Lb ：轴长=1000 mm P ：节距=8 mm 例：电机轴的运行规格 Ta ：加速力矩（kgf.cm ） Vm :快速移动时的电机速度(mm -1)=3000 mm -1 ta :加速时间(s)=0.10 s Jm :电机的惯量(kgf.cm.sec 2) Jl :负载惯量(kgf.cm.sec 2) ks :伺服的位置回路增益(sec -1)=30 sec -1 1.1 负载力矩和惯量的计算计算负载力矩加到电机轴上的负载力矩通常由下式算出: Tm = + Tf Tm :加到电机轴上的负载力矩(Nm) F :沿坐标轴移动一个部件(工作台或刀架)所需的力(kgf) L :电机转一转机床的移动距离=P ×(Z1/Z2)=8 mm Tf :滚珠丝杠螺母或轴承加到电机轴上的摩擦力矩=2Nm F ×L 2πη

无论是否在切削，是垂直轴还是水平轴，F值取决于工作台的重量，摩擦系数。若坐标轴是垂直轴，F值还与平衡锤有关。对于水平工作台，F值可按下列公式计算：不切削时： F = μ（W+fg）例如： F=0.05×(1000+50)=52.5 (kgf) Tm = (52.5×0.8) / (2×μ×0.9)+2=9.4(kgf.cm) = 0.9(Nm) 切削时: F = Fc+μ(W+fg+Fcf) 例如: F=100+0.05×(1000+50+30)=154(kgf) Tmc=(154×0.8) / (2×μ×0.9)+2=21.8(kgf.cm) =2.1(Nm) 为了满足条件1，应根据数据单选择电机，其负载力矩在不切削时应大于0.9（Nm），最高转速应高于3000（min-1）。考虑到加/减速，可选择α2/3000（其静止时的额定转矩为2.0 Nm）。 ·注计算力矩时，要注意以下几点：。考虑由镶条锁紧力（fg）引起的摩擦力矩根据运动部件的重量和摩擦系数计算的力矩通常相当小。镶条锁紧力和滑动表面的质量对力矩有很大影响。。滚珠丝杠的轴承和螺母的预加负荷，丝杠的预应力及其它一些因素有可能使得滚动接触的Fc相当大。小型和轻型机床其摩擦力矩会大大影响电机的承受的力矩。。考虑由切削力引起的滑动表面摩擦力（Fcf）的增加。切削力和驱动力通常并不作用在一个公共点上如下图所示。当切削力很大时，造成的力矩会增加滑动表面的负载。当计算切削时的力矩时要考虑由负载引起的摩擦力矩。。进给速度会使摩擦力矩变化很大。欲得到精确的摩擦力矩值，应仔细研究速度变化，工作台支撑结构（滑动接触，滚动接触和静压力等），滑动表面材料，润滑情况和其它因素对摩擦力的影响。。机床的装配情况，环境温度，润滑状况对一台机床的摩擦力矩影响也很大。大量搜集同一型号机床的数据可以较为精确的计算其负

伺服电机原理及选型规则

伺服电机原理及选型规则
2011-8-4 8:00:00 来源：
［摘要］：是在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。伺服电机是可以连续旋转的电－机械转换器。作为液压阀控制器的伺服电机，属于功率很小的微特电机，以永磁式直流伺服电机和并激式直流伺服电机最为常用。［关键词］：伺服系统发动机马达变速装置伺服电机什么是伺服电机？伺服电机：是在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。伺服电机是可以连续旋转的电－机械转换器。作为液压阀控制器的伺服电机，属于功率很小的微特电机，以永磁式直流伺服电机和并激式直流伺服电机最为常用。伺服电机的作用：伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确。伺服电机的分类：直流伺服电机和交流伺服电机。直流伺服电机的输出转速与输入电压成正比，并能实现正反向速度控制。具有起动转矩大，调速范围宽，机械特性和调节特性的线性度好，控制方便等优点，但换向电刷的磨损和易产生火花会影响其使用寿命。近年来出现的无刷直流伺服电机避免了电刷摩擦和换向干扰，因此灵敏度高，死区小，噪声低，寿命长，对周围电子设备干扰小。直流伺服电机的输出转速/输入电压的传递函数可近似视为一阶迟后环节，其机电时间常数一般大约在十几毫秒到几十毫秒之间。而某些低惯量直流伺服电机（如空心杯转子型、印刷绕组型、无槽型）的时间常数仅为几毫秒到二十毫秒。小功率规格的直流伺服电机的额定转速在 3000r/min 以上，甚至大于 10000r/min。因此作为液压阀的控制器需配用高速比的减速器。而直流力矩伺服电机（即低速直流伺服电机）可在几十转/分的低速下，甚至在长期堵转的条件下工作，故可直接驱动被控件而不需减速。直流伺服电机分为有刷和无刷电机。有刷电机成本低，结构简单，启动转矩大，调速范围宽，控制容易，需要维护，但维护方便（换碳刷），产生电磁干扰，对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。无刷电机体积小，重量轻，出力大，响应快，速度高，惯量小，转动平滑，力矩稳定。控制复杂，容易实现智能化，其电子换相方式灵活，可以方波换相或正弦波换相。电机免维护，效率很高，运行温度低，电磁辐射很小，长寿命，可用于各种环境。交流伺服电机也是无刷电机，分为同步和异步电机，目前运动控制中一般都用同步电机，它的功率范围大，可以做到很大的功率。大惯量，最高转动速度低，且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。交流伺服电机的工作原理伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的 U/V/W 三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度（线

伺服电机的三种控制方式

选购要点：伺服电机的三种控制方式伺服电机速度控制和转矩控制都是用模拟量来控制的，位置控制是通过发脉冲来控制的。具体采用什么控制方式要根据客户的要求以及满足何种运动功能来选择。接下来，松文机电为大家带来伺服电机的三种控制方式。如果您对电机的速度、位置都没有要求，只要输出一个恒转矩，当然是用转矩模式。如果对位置和速度有一定的精度要求，而对实时转矩不是很关心，用转矩模式不太方便，用速度或位置模式比较好。如果上位控制器有比较好的闭环控制功能，用速度控制效果会好一点。如果本身要求不是很高，或者，基本没有实时性的要求，用位置控制方式对上位控制器没有很高的要求。就伺服驱动器的响应速度来看，转矩模式运算量最小，驱动器对控制信号的响应最快；位置模式运算量最大，驱动器对控制信号的响应最慢。对运动中的动态性能有比较高的要求时，需要实时对电机进行调整。那么如果控制器本身的运算速度很慢（比如PLC，或低端运动控制器），就用位置方式控制。如果控制器运算速度比较快，可以用速度方式，把位置环从驱动器移到控制器上，减少驱动器的工作量，提高效率（比如大部分中高端运动控制器）；如果有更好的上位控制器，还可以用转矩方式控制，把速度环也从驱动器上移开，这一般只是高端专用控制器才能这么干，而且，这时完全不需要使用伺服电机。一般说驱动器控制的好不好，每个厂家的都说自己做的最好，但是现在有个比较直观的比较方式，叫响应带宽。当转矩控制或者速度控制时，通过脉冲发生器给他一个方波信号，使电机不断的正转、反转，不断的调高频率，示波器上显示的是个扫频信号，当包络线的顶点到达最高值的70.7%时，表示已经失步，此时的频率的高低，就能显示出谁的产品牛了，一般的电流环能作到1000Hz以上，而速度环只能作到几十赫兹。换一种比较专业的说法： 1、转矩控制：转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小，具体表现为例如10V对应5Nm的话，当外部模拟量设定为5V时电机轴输出为2.5Nm：如果电机轴负载低于2.5Nm时电机正转，外部负载等于2.5Nm时电机不转，大于2.5Nm时电机反转（通常在有重力负载情况下产生）。可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小，也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。应用主要在对材质的受力有严格要求的缠绕和放卷的装置中，例如饶线装置或拉光纤设备，转矩的设定要根据缠绕的半径的变化随时更改以确保材质的受力不会随着缠绕半径的变化而改变。 2、位置控制：位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小，通过脉冲的个数来确定转动的角度，也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制，所以一般应用于定位装置。

伺服电机的选定与选择计算

伺服电机的选定伺服电机的选定软件可用电脑进行伺服电机选定的「选定的电机 (Motor Selection Programmer)选定程序 for Windows 版」「伺服电机的选定中，由于计算复杂而比较困难」，您是否一直苦恼于此？手工计算的方法，虽然在1314～1320页有「计算公式」，在1321～1322页有「计算举例」，但如果使用本软件，任何人都可以简单地进行电机的选定。工作模式的设定画面电机选择?判定画面驱动器选择画面

伺服电机的选定 ?使用电机的机械系统的结构要按照标准进行准备。标准机械组合举例：滚珠丝杆、齿条及齿轮、台车等或者，还有将机械要素分别逐个组合的方法。机械要素举例：减速机、齿轮、传送带、辊轴、直接作用负荷、偏心圆板负荷、外力等?可以容易地完成动作模式的设定。此外，在选择电机后，可以用图形显示旋转数及转矩。?因为伺服电机/驱动器的机型数据是作为数据库编入的、因此不是仅输出每个机型的数据，而是可以自动地选定出最适合的电机。?可自动地显示出可与选定的电机组合的驱动器一览、并可自动地进行驱动器的再生能力的判定。 ?OS ：Microsoft Windows 98/2000/XP 日语版?处理器：486DX/66MHz 以上（推荐Pentium 处理器）?内存：16MB 以上（推荐32MB 以上） ?硬盘：安装时，需要有10MB 以上的未使用空间 ?显示器：可使用分辨率为640×480以上的设备（推荐800×600以上）?碟片装置：CD-ROM 驱动器（仅安装时需要） ?备有方便电机选定的「电机选定程序」。请务必使用。请从欧姆龙的Industrial Web 访问。http://www.fa.omron.co.jp/ ※ 进入I-Web 成员目录。请登录后再使用。特长运行环境获得方法

伺服电机如何进行选型知识讲解

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现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。伺服驱动装置是许多机电系统的核心，因此，伺服电机的选择就变得尤为重要。首先要选出满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适合的电机。各种电机的T-ω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ω(t)，角加速度α(t)和所需扭矩T(t)表示，它们均可以表示为时间的函数，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ω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=ω峰值，最大/ω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，如果n下限大于n上限，选择的电机是不合适的。反之，则可以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较更方便，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。因此，不再需要用大量的类比来检查电机是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。比如，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，因此电机需要较大的惯量扭矩。选择一个合适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可以找到这个传动比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自身的最大速度ω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。

伺服电机惯量匹配

伺服电机惯量问题在伺服系统选型及调试中，常会碰到惯量问题。其具体表现为：在伺服系统选型时，除考虑电机的扭矩和额定速度等等因素外，我们还需要先计算得知机械系统换算到电机轴的惯量，再根据机械的实际动作要求及加工件质量要求来具体选择具有合适惯量大小的电机；在调试时，正确设定惯量比参数是充分发挥机械及伺服系统最佳效能的前提。此点在要求高速高精度的系统上表现尤为突出，这样，就有了惯量匹配的问题。一、什么是“惯量匹配”？ 1、根据牛顿第二定律：“进给系统所需力矩T = 系统传动惯量J ×角加速度θ角”。加速度θ影响系统的动态特性，θ越小，则由控制器发出指令到系统执行完毕的时间越长，系统反应越慢。如果θ变化，则系统反应将忽快忽慢，影响加工精度。由于马达选定后最大输出T值不变，如果希望θ的变化小，则J 应该尽量小。 2、进给轴的总惯量“J＝伺服电机的旋转惯性动量JM ＋电机轴换算的负载惯性动量JL。负载惯量JL由（以平面金切机床为例）工作台及上面装的夹具和工件、螺杆、联轴器等直线和旋转运动件的惯量折合到马达轴上的惯量组成。 JM为伺服电机转子惯量，伺服电机选定后，此值就为定值，而JL则随工件等负载改变而变化。如果希望J变化率小些，则最好使JL所占比例小些。这就是通俗意义上的“惯量匹配”。二、“惯量匹配”如何确定？传动惯量对伺服系统的精度，稳定性，动态响应都有影响。惯量大，系统的机械常数大，响应慢，会使系统的固有频率下降，容易产生谐振，因而限制了伺服带宽，影响了伺服精度和响应速度，惯量的适当增大只有在改善低速爬行时有利，因此，机械设计时在不影响系统刚度的条件下，应尽量减小惯量。衡量机械系统的动态特性时，惯量越小，系统的动态特性反应越好；惯量越大，马达的负载也就越大，越难控制，但机械系统的惯量需和马达惯量相匹配才行。不同的机构，对惯量匹配原则有不同的选择，且有不同的作用表现。不同的机构动作及加工质量要求对JL与JM大小关系有不同的要求，但大多要求JL与JM的比值小于十以内。一句话，惯性匹配的确定需要根据机械的工艺特点及加工质量要求来确定。对于基础金属切削机床，对于伺服电机来说，一般负载惯量建议应小于电机惯量的5倍。惯量匹配对于电机选型很重要的，同样功率的电机，有些品牌有分轻惯量，中惯量，或大惯量。其实负载惯量最好还是用公式计算出来。常见的形体惯量计算公式在以前学的书里都有现成的（可以去查机械设计手册）。我们曾经做过一试验，在一伺服电机的轴伸，加一大的惯量盘准备用来做测试，结果是：伺服电机低速时停不住，摇头摆尾，不停地振荡怎么也停不下来。后来改为：在两个伺服电机的轴伸对接加装联轴器，对其中一个伺服电机通电，作为动力即主动，另一个伺服电机作为从动，即做为一个小负载。原来那个摇头摆尾的伺服电机，启动、运动、停止，运转一切正常！

伺服电机维修保养措施

现如今，伺服电机的应用越来越广泛，虽然质量越来越好，但如果我们在日常使用中不注意维护与保养的话，再好的产品也是经不起折腾的。那么问题来了，平时我们应该如何做好伺服电机的保养呢？下面，我们就来看看应该怎么做吧。 1、伺服电机虽然拥有很高的防护等级，可以用在多尘、潮湿或油滴侵袭的场所，但并不意味着你就能把它浸在水里工作，应尽量将其置于相对干净的环境中。这就是一个需要我们注意的要点，也是在告诉我们要妥善放置伺服电机，这样才能保证不会受到其他介质的侵蚀，最大限度地保护电机设备。 2、如果伺服电机连接到一个减速齿轮，使用伺服电机时应当加油封，以防止减速齿轮的油进入伺服电机。 3、定期检查伺服电机，确保外部没有致命的损伤。 4、定期检查伺服电机的固定部件，确保连接牢固。 5、定期检查伺服电机输出轴，确保旋转流畅。 6、定期检查伺服电机的编码器连接线以及伺服电机的电源连接器，确认其连接牢固。 7、定期检查伺服电机的散热风扇是否转动正常。 8、及时清理伺服电机上面的灰尘、油污，确保伺服电机处于正常状态。

伺服电机维护与保养就了解到这了，从已上内容，我们可以看出，伺服电机的日常维护是非常简单的们最重要的就是有足够的耐心去经常检查，遇见问题及时解决就好。杭州联凯机电工程有限公司成立于2011年，是一家专业从事工业自动化设备销售、维护及电气系统维修改造的高科技公司。主要经营西门子（SIEMENS）ABB、施耐德（Schneider）等品牌的变频器、直流调速器、软启动器、PLC、触摸屏、数控系统、单片机、电路板等各种进口工业仪器设备，服务中心配备了百万备品备件以及完备的诊断检测仪器和软件诊断技术，拥有一支技术精湛、经验丰富的技术团队。

伺服电机选型计算

电机：电机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。电机在电路中是用字母M表示，它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源，发电机在电路中用字母G表示，它的主要作用是利用机械能转化为电能。伺服电机：伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。工作原理： 1、伺服系统是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标的任意变化的自动控制系统。伺服主要靠脉冲来定位，基本上可以这样理解，伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移，因为，伺服电机本身具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服电机接受的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就

会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位，可以达到0.001mm。直流伺服电机分为有刷和无刷电机。有刷电机成本低，结构简单，启动转矩大，调速范围宽，控制容易，需要维护，但维护不方便（换碳刷），产生电磁干扰，对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。无刷电机体积小，重量轻，出力大，响应快，速度高，惯量小，转动平滑，力矩稳定。控制复杂，容易实现智能化，其电子换相方式灵活，可以方波换相或正弦波换相。电机免维护，效率很高，运行温度低，电磁辐射很小，长寿命，可用于各种环境。 2、交流伺服电机也是无刷电机，分为同步和异步电机，运动控制中一般都用同步电机，它的功率范围大，可以做到很大的功率。大惯量，最高转动速度低，且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。 3、伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）。交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上的区别：交流伺服要好一些，因为是正弦波控制，转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单，便宜。

伺服电机计算选择应用实例

伺服电机计算选择应用实例 1．选择电机时的计算条件本节叙述水平运动伺服轴（见下图）的电机选择步骤。例：工作台和工件的W ：运动部件（工作台及工件）的重量（kgf）=1000 kgf 机械规格μ：滑动表面的摩擦系数=0.05 π：驱动系统（包括滚珠丝杠）的效率=0.9 fg ：镶条锁紧力（kgf）=50 kgf Fc ：由切削力引起的反推力（kgf）=100 kgf Fcf ：由切削力矩引起的滑动表面上工作台受到的力（kgf） =30kgf Z1/Z2：变速比=1/1 例：进给丝杠的（滚珠Db ：轴径=32 mm 丝杠）的规格Lb ：轴长=1000 mm P ：节距=8 mm 例：电机轴的运行规格Ta ：加速力矩（kgf.cm） Vm :快速移动时的电机速度(mm-1)=3000 mm-1 ta :加速时间(s)=0.10 s Jm :电机的惯量(kgf.cm.sec2) Jl :负载惯量(kgf.cm.sec2) ks :伺服的位置回路增益(sec-1)=30 sec-1 1.1 负载力矩和惯量的计算计算负载力矩加到电机轴上的负载力矩通常由下式算出: Tm = + Tf Tm :加到电机轴上的负载力矩(Nm) F :沿坐标轴移动一个部件(工作台或刀架)所需的力(kgf) L :电机转一转机床的移动距离=P×(Z1/Z2)=8 mm Tf :滚珠丝杠螺母或轴承加到电机轴上的摩擦力矩=2Nm F×L 2πη

直线电机的使用与维护

直线电机的使用与维护概述直线电机也称线性电机，线性马达，直线马达，推杆马达。最常用的直线电机类型是平板式和U 型槽式，和管式。线圈的典型组成是三相，有霍尔元件实现无刷换。工作原理直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。它可以看成是一台旋转电机按径向剖开，并展成平面而成。由定子演变而来的一侧称为初级，由转子演变而来的一侧称为次级。在实际应用时，将初级和次级制造成不同的长度，以保证在所需行程范围内初级与次级之间的耦合保持不变。直线电机可以是短初级长次级，也可以是长初级短次级。考虑到制造成本、运行费用，以直线感应电动机为例：当初级绕组通入交流电源时，便在气隙中产生行波磁场，次级在行波磁场切割下，将感应出电动势并产生电流，该电流与气隙中的磁场相作用就产生电磁推力。如果初级固定，则次级在推力作用下做直线运动；反之，则初级做直线运动。直线电机的驱动控制技术一个直线电机应用系统不仅要有性能良好的直线电机，还必须具有能在安全可靠的条件下实现技术与经济要求的控制系统。随着自动控制技术与微计算机技术的发展，直线电机的控制方法越来越多。对直线电机控制技术的研究基本上可以分为三个方面：一是

传统控制技术，二是现代控制技术，三是智能控制技术。传统的控制技术如PID反馈控制、解耦控制等在交流伺服系统中得到了广泛的应用。其中PID控制蕴涵动态控制过程中的信息，具有较强的鲁棒性，是交流伺服电机驱动系统中最基本的控制方式。为了提高控制效果，往往采用解耦控制和矢量控制技术。在对象模型确定、不变化且是线性的以及操作条件、运行环境是确定不变的条件下，采用传统控制技术是简单有效的。但是在高精度微进给的高性能场合，就必须考虑对象结构与参数的变化。各种非线性的影响，运行环境的改变及环境干扰等时变和不确定因素，才能得到满意的控制效果。因此，现代控制技术在直线伺服电机控制的研究中引起了很大的重视。常用控制方法有：自适应控制、滑模变结构控制、鲁棒控制及智能控制。主要是将模糊逻辑、神经网络与PID、H∞控制等现有的成熟的控制方法相结合，取长补短，以获得更好的控制性能。应用直线电机可以认为是旋转电机在结构方面的一种变形，它可以看作是一台旋转电机沿其径向剖开，然后拉平演变而成。随着自动控制技术和微型计算机的高速发展，对各类自动控制系统的定位精度提出了更高的要求，在这种情况下，传统的旋转电机再加上一套变换机构组成的直线运动驱动装置，已经远不能满足现代控制系统的要求，为此，世界许多国家都在研究、发展和应用直线电机，使得直线电机的应用领域越来越广。直线电机与旋转电机相比，主要有如下几个特点：一是

伺服电机及选型完整版

伺服电机及选型 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

伺服电机伺服电机(servomotor)是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机。伺服电机可以控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，可把所收到的转换成电动机轴上的角位移或输出。 “伺服”一词源于希腊语“奴隶”的意思，“伺服电机”可以理解为绝对服从控制信号指挥的电机：在控制信号发出之前，转子静止不动，当控制信号发出时，转子立即转动；当控制信号消失时，转子能即时停转。因此伺服电机指的是随时跟随命令进行动作的一种电机，是以其工作性质命名的。伺服主要靠脉冲来定位，伺服电机接收到一个脉冲就会旋转一个脉冲对应的角度，从而实现位移。伺服本身带有编码器，具备发出脉冲的功能，所以伺服电机每旋转一个角度，就会发出对应数量的脉冲。等于是把电机旋转的详细信息反馈回去，形成闭环。这样的话，系统就会知道发了多少脉冲给电机，同时又收了多少脉冲回来，这样就能很精准的控制电机的转动，实现非常精准的定位。一、伺服电机分类 1、直流伺服结构简单控制容易。但从实际运行考虑，直流伺服电动机引入了机械换向装置，成本高，故障多，维护困难，经常因碳刷产生的火花影响生产，会产生电磁干扰。而且碳刷需要维护更换。机械换向器的换向能力，也限制了电动机的容量和速度。2、交流伺服分为永磁同步伺服电机和异步伺服电机。目前运动控制基本都用同步电机。永磁同步伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）。特点如下： 1、控制速度非常快，从启动到额定转速只需几毫秒；而相同情况下异步电机却需要几秒钟。 2、启动扭矩大，可以带动大惯量的物体进行运动。 ? 3、功率密度大，相同功率范围下相比异步电机可以把体积做得更小、重量做得更轻。 ? 4、运行效率高。 ? 5、可支持低速长时间运行。 ? 6、断电无自转现象，可快速控制停止动作。 7、控制和响应性能比异步伺服电机高很多。二、伺服电机计算、电机转矩电机转矩，简单的说，就是转动的力量的大小。也就是电机可以发出多大的力，转矩是一种力矩，力矩在物理中的定义是：力矩= 力×力臂这里的力臂就可以看成电机所带动的物体的转动半径。如果电机转矩太小，就带不动所要带的物体，也就是感觉电机的“劲”不够大。假设我们是采用滚珠丝杆使工件做平行移动：假设：

伺服电机选型技术的指南

米购人员必看-- 伺服电机选型伺服电机在工控领域是最常见的产品之一，采购人员在采购伺服电机时需要对伺服电机有个全面的了解，找到真正的适合产品，不仅可以使机器快速兼容的运转，同时对于企业提高效率、节能减排也功不可没，下面简单给大家介绍下伺服电机的选型 1、机电领域中伺服电机的选择原则现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。伺服驱动装置是许多机电系统的核心，因此，伺服电机的选择就变得尤为重要。首先要选岀满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适合的电机。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，它们均可以表示为时间的函数，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，如果n下限大于n上限，选择的电机是不合适的。反之，则可以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较更方便，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。因此，不再需要用大量的类比来检查电机是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。比如，一个大的传动比会减小外部扭矩对电机运转的影响，而且，为输岀同样的运动，电机就得以较高的速度旋转，产生较大的加速度，因此电机需要较大的惯量扭矩。选择一个合适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可以找到这个传动比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自身的最大速度电机，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。

伺服电机和减速机选型

1）确认你的负载额定扭矩要小于减速机额定输出扭矩。 2）伺服电机额定扭矩（乘以）x减速比要大于负载额定扭矩。 3）负载通过减速机转化到伺服电机的转动惯量，要在伺服电机允许的范围内。 4）确认减速机精度能够满足您的控制要求。 5）减速机结构形式，外型尺寸既能满足设备要求，同时能与所选用的伺服电机连接。除了减速机传动比，输出转矩，输出轴的轴向力，径向力校核；还要看减速机的传动精度，根据工作条件选择。因为传动精度高价格高，只要电机和减速机配套后满足你的要求（功能和性能），就可以了。配减速机可以提高扭矩，但是速度下降，所以是否配减速机要综合考虑速度及扭矩两个方面，如移载机上，常见的有以下两种驱动方式：（通过计算得到伺服电机的功率大致合理的范围，不能造成浪费，所以两种驱动方式的电机功率相差不大） A：靠滚珠丝杆传动，伺服电机不配减速机的情况下扭矩就可以满足要求，速度也能满足；配减速机后扭矩的就更大了（造成浪费），但是速度却不能满足，所以一般不配减速机；伺服电机选型：转速（根据需要选择）转矩（根据负载结构和重量以及转速计算需要伺服电机需要输出的力矩）转动惯量（此参数关系伺服在机械结构上的运行精度，通过负载结构重量计算）一般都要留有一定余量，即安全系数。通过此三个参数结合选型样本来选择伺服电机的型号。减速机选型：减速比（根据电机的转速与最终需要输出的转速之比以及最终需要输出的转矩与电机转矩之比以及机械转动惯量与电机的转动惯量之比的开方来最终确定）额定承载扭矩（最终的输出扭矩不要大于减速机的额定扭矩，与减速机寿命有关）精度（根据用户需要选择适当的精度要求）安装配合尺寸（负载与减速机之间的配合安装以及电机与减速机之间的配合安装等根据产品图纸来确定）上述便是如何选伺服电机和减速机的一般要确定的参数。希望帮助到你。减速机扭矩=9550×电机功率÷电机功率输入转数×速比×使用系数这里的使用系数怎么确定，大概的怎么确定，选的值与实际偏离的不会太多！ D KF系列精密伺服减速机时间: 2016-08-16 16:21 点击: 4132 次

伺服电机和伺服驱动器的使用介绍

伺服电机和伺服驱动器的使用介绍一、伺服电机? 伺服驱动器的控制原理伺服电机和伺服驱动器是一个有机的整体，伺服电动机的运行性能是电动机及其驱动器二者配合所反映的综合效果。 1、永磁式同步伺服电动机的基本结构图1为一台8极的永磁式同步伺服电动机结构截面图，其定子为硅钢片叠成的铁芯和三相绕组，转子是由高矫顽力稀土磁性材料（例如钕铁錋）制成的磁极。为了检测转子磁极的位置，在电动机非负载端的端盖外面还安装上光电编码器。驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）。图1 永磁式同步伺服电动机的结构图2 所示为一个两极的永磁式同步电机工作示意图，当定子绕组通上交流电源后，就产生一旋转磁场，在图中以一对旋转磁极N、S表示。当定子磁场以同步速n1逆时针方向旋转时，根据异性相吸的原理，定子旋转磁极就吸引转子磁极，带动转子一起旋转，转子的旋转速度与定子磁场的旋转速度（同步转速n1）相等。当电机转子上的负载转矩增大时，定、转子磁极轴线间的夹角θ就相应增大，导致穿过各定子绕组平面法线方向的磁通量减少，定子绕组感应电动势随之减小，而使定子电流增大，直到恢复电源电压与定子绕组感应电动势的平衡。这时电磁转矩也相应增大，最后达到新的稳定状态，定、转子磁极轴线间的夹角θ称为功率角。虽然夹角θ会随负载的变化而改变，但只要负载不超过某一极限，转子就始终跟着定子旋转磁场以同步转速n1转动，即转子的转速为：（1-1）

图 2 永磁同步电动机的工作原理电磁转矩与定子电流大小的关系并不是一个线性关系。事实上，只有定子旋转磁极对转子磁极的切向吸力才能产生带动转子旋转的电磁力矩。因此，可把定子电流所产生的磁势分解为两个方向的分量，沿着转子磁极方向的为直轴（或称d轴）分量，与转子磁极方向正交的为交轴（或称q轴）分量。显然，只有q轴分量才能产生电磁转矩。由此可见，不能简单地通过调节定子电流来控制电磁转矩，而是要根据定、转子磁极轴线间的夹角θ确定定子电流磁势的q轴和d轴分量的方向和幅值，进而分别对q 轴分量和d轴分量加以控制，才能实现电磁转矩的控制。这种按励磁磁场方向对定子电流磁势定向再行控制的方法称为“磁场定向”的矢量控制。 2、位置控制模式下的伺服系统是一个三闭环控制系统，两个内环分别是电流环和速度环。图 3 ? 稳态误差接近为零； ? 动态：在偏差信号作用下驱动电机加速或减速。