伺服系统选型介绍
伺服电机选型必备-惯量匹配和最佳传动比
惯量匹配和最佳传动比1 功率变化率伺服电机的基本功能就是将输入的电功率快速的转换为机械功率输出。
功率转换的越快，伺服电机的快速性越好。
功率转换的快速性用功率变化率（dP/dt）来衡量：P=T·ωT=J·dω/dtdP/dt=d(T·ω)/dt=T·dω/dt=T·T/JdP/dt=T2/J伺服电机以峰值转矩Tp进行加/减速运动时的功率变化率最大：(dP/dt)max=Tp2/Jm通常用理想空载时伺服电机的功率变化率来衡量伺服电机的快速性。
衡量伺服电机快速性的性能指标还有：●转矩/惯量比：Tp/Jm= dω/dt●最大理论加速度：（dω/dt）max= Tp/Jm这些指标都是单一衡量伺服电机加速性能的指标。
2 惯量匹配伺服系统要求伺服电机能快速跟踪指令的变化。
对一个定位运动而言，就是要求以最短的时间到达目标位置。
换一种说法，就是在直接驱动负载的定位过程中，负载以最大的功率变化率将输入功率转换为输出功率。
伺服电机驱动惯性负载J L的加速度、加速转矩计算如下：●负载的加速度（系统加速度）：dω/dt=Tp/(Jm+J L)●负载的加速转矩：T L= J L·dω/dt= J L·Tp/(Jm+J L)负载的功率变化率为：dP L/dt=T L2/J LdP L/dt= J L2·Tp2/(Jm+J L)2/J L = J L·Tp2/(Jm+J L)2从式中可以看出：●J L远大于Jm时：dP L/dt= Tp2/J L，负载惯量越大，负载的功率变化率越小。
●J L远小于Jm时：dP L/dt= J L·Tp2/Jm，负载惯量越大，负载的功率变化率越小。
●负载惯量J L相对电机惯量Jm变化时，负载的功率变化率存在一个最大值。
根据极值定理，对应dP L/dt极值的J L值为使d(dP L/dt)/d(J L) = 0的值。
伺服电机选型的原则和注意事项
伺服电机选型的原则和注意事项伺服电机是一种精密控制器件，广泛应用于各种自动化设备和机械领域。
在进行伺服电机选型时，需要考虑多个因素，包括负载特性、控制精度、环境条件、成本等，才能选择到最适合的产品。
下面将介绍一些伺服电机选型的原则和注意事项，希望能为大家在选择伺服电机时提供一些帮助。
一、负载特性在进行伺服电机选型时，首先要考虑的是负载特性。
需要根据负载的特点来选择合适的伺服电机。
负载的特性可以通过负载转矩和负载惯量来描述。
负载转矩是指负载所需的最大转矩，而负载惯量则是负载对于运动的惯性。
根据负载的特性，可以确定所需的伺服电机的转矩和速度范围，以便选择合适的型号。
二、控制精度在伺服系统中，控制精度是非常重要的指标。
控制精度取决于伺服电机的性能和控制器的精度。
需要根据实际需要确定所需的控制精度，然后选择合适的伺服电机和控制器。
控制系统的动态响应速度也是一个重要的指标，需要根据实际应用来确定。
三、环境条件在选择伺服电机时，还需要考虑环境条件。
包括温度、湿度、震动等因素。
一些特殊的工作环境可能需要选择耐高温、防尘防水等特殊的型号。
还需要考虑伺服电机的安装方式和外壳材质等因素，以确保伺服电机可以在恶劣的环境条件下正常运行。
四、成本在进行伺服电机选型时，成本是一个重要的考虑因素。
除了伺服电机本身的成本外，还需要考虑安装、维护和使用成本。
需要综合考虑各种因素，选择性价比最高的产品。
还需要考虑产品的品牌和售后服务等因素，确保选择到性能可靠、服务完善的产品。
五、其他注意事项1. 选型人员需要了解伺服电机的基本原理和性能指标，避免因为对产品不熟悉而选择错误的型号。
2. 需要对负载特性进行准确的测量和分析，以确保选型的准确性。
3. 在选择伺服电机时，还需要考虑到未来的发展需求，以避免产品在后期无法满足实际需求的情况。
伺服电机选型是一个复杂的过程，需要综合考虑多个因素才能选择到最合适的产品。
希望上述原则和注意事项能够帮助大家在伺服电机选型时有所帮助。
伺服液压系统选型计算说明
伺服液压系统选型计算说明一、选型计算的目的和意义伺服液压系统选型计算是根据设备或机械的工作要求，确定适合的液压泵、液压马达、液压阀、液压缸等液压元件的型号和规格，以满足设备和机械的工作性能要求。
正确的选型计算可以确保伺服液压系统的性能稳定、工作可靠，并提高系统的工作效率和使用寿命。
二、选型计算步骤（一）确定工作要求和参数在进行伺服液压系统选型计算之前，必须明确设备或机械的工作要求和参数，包括但不限于以下几个方面：1.工作负载和力矩要求：根据设备或机械的工作情况，确定其所需的负载和力矩要求。
2.工作速度和加速度要求：根据设备或机械的工作要求，确定其所需的工作速度和加速度。
3.系统压力要求：根据设备或机械的工作要求，确定其所需的工作压力范围。
4.工作循环和周期要求：根据设备或机械的工作情况，确定其所需的工作循环和周期要求。
（二）液压驱动元件选型计算1.液压泵的选型计算：根据设备或机械的工作要求和参数，通过计算来确定所需的液压泵的流量和压力。
液压泵的选型计算公式为：流量(Q)=负载(q)/工作速度(v)压力(P)=最大工作压力+泄露压力+额外压力其中，最大工作压力为设备或机械工作过程中所需的最大压力，泄露压力为液压系统中由于密封问题引起的泄露压力，额外压力为考虑系统的安全因素和冗余设计等所需的压力。
2.液压马达的选型计算：根据设备或机械的工作要求和参数，通过计算来确定所需的液压马达的扭矩和转速。
液压马达的选型计算公式为：扭矩(T)=负载(F)×杠杆臂长度(r)转速(N)=负载(F)×杠杆臂长度(r)/液压马达流量(Q)其中，负载为设备或机械工作过程中所承受的力或力矩，杠杆臂长度为负载施加在设备或机械上的杠杆臂长度。
（三）液压控制元件选型计算根据设备或机械的工作要求和参数，确定所需的液压控制元件的型号和规格。
通常液压控制元件包括液压阀、液压缸等。
液压阀的选型计算主要考虑流量和压力的要求，液压缸的选型计算主要考虑工作负载和速度。
伺服电机的选型步骤详解
每种型号伺服电机的规格项内均有额定转矩、最大转矩及伺服电机惯量等参数各参数与负载转矩及负载惯量间必定有相关联系存在，选用伺服电机的输出转矩应符合负载机构的运动条件要求，如加速度的快慢、机构的重量；机构的运动方式（水平、垂直旋转）等；运动条件与伺服电机输出功率无直接关系，但是一般伺服电机输出功率越高，相对输出转矩也会越高。
因此不但机构重量会影响伺服电机的选用，运动条件也会改变伺服电机的选用。
惯量越大时，需要越大的加速及减速转矩，加速及减速时间越短时，也需要越大的伺服电机输出转矩。
选用伺服电机规格时，依下列步骤进行。
（1）明确负载机构的运动条件要求，即加/减速的快慢、运动速度、机构的重量、机构的运动方式等。
（2）依据运行条件要求选用合适的负载惯量计算公式计算出机构的负载惯量。
（3）依据负载惯量与伺服电机惯量选出适当的假选定伺服电机规格。
（4）结合初选的伺服电机惯量与负载惯量，计算出加速转矩及减速转矩。
（5）依据负载重量、配置方式、摩擦系数、运行效效率计算出负载转矩。
（6）初选伺服电机的最大输出转矩必须大于加速转矩＋负载转矩；如不符合条件，必须选用其他型号计算验证直至符符合要求。
（7）依据负载转矩、加速转矩、减速转矩及保持转矩计算出连续瞬时转矩。
（8）初选伺服电机的额定转矩必须大于连续瞬时转矩，如，如果不符合条件，必须选用其他型号计算验证直至符合要求。
（9）完成选定。
伺服电机及选型
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，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。
“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。
伺服电机选型指南
伺服电机选型指南伺服电机是一种能够精准控制位置、速度和加速度的电动机，广泛应用于机器人、自动化设备、数控机床、医疗设备等领域。
选型合适的伺服电机对于机械设备的性能和稳定性有着重要的影响。
本文将从电机的参数、性能、适用环境等方面介绍伺服电机的选型指南。
一、电机参数1.功率：功率是电机输出能力的重要指标，根据设备的工作负载和所需功率大小选择合适的电机功率。
一般来说，电机的额定功率应大于设备最大负载功率的1.2倍左右。
2.转矩：电机转矩是指电机输出的扭矩大小，与设备的负载特性密切相关。
根据设备所需的最大转矩选择合适的电机转矩。
一般来说，电机的额定转矩应大于设备最大负载转矩的1.2倍左右。
3.转速：电机转速是指电机输出的转速大小，与设备运动速度有关。
根据设备所需的最大转速选择合适的电机转速。
一般来说，电机的额定转速应大于设备最大运动速度的1.2倍左右。
4.控制精度：伺服电机能够实现更高的控制精度和位置重复性，根据设备所需的控制精度选择合适的伺服电机。
一般来说，控制精度为±0.01°的伺服电机可以满足大多数应用的需求。
二、电机性能1.动态响应：动态响应是指伺服电机在响应控制指令时的速度和加速度特性。
对于需要快速响应和高加速度的应用，选择具有较好动态响应性能的伺服电机。
2.脉冲宽度调制（PWM）频率：PWM频率决定了电机控制的精度和稳定性，一般来说，选择具有较高PWM频率的伺服电机可以实现更精准的控制效果。
3.调速范围：伺服电机的调速范围指的是从最低转速到最高转速的比值，较大的调速范围能够满足更广泛的应用需求。
4.效率：电机的效率是指电机输出功率与输入功率之比，高效率的电机能够降低能源消耗和热量排放。
三、适用环境1.温度：伺服电机的工作温度范围应与设备所处环境温度相匹配，一般来说，工作温度范围为-20°C到40°C的伺服电机可以适应大多数应用环境。
2.湿度：对于湿度较高的工作环境，选择具有较高防潮性能的伺服电机。
伺服电机选型方法
伺服电机选型方法伺服电机是一种高性能驱动装置，具有位置、速度和力矩控制的特点。
在机械系统中，伺服电机广泛应用于工业机械、飞行器、机器人等领域。
因此，正确选择合适的伺服电机对于保证系统性能和运行稳定性非常重要。
本文将介绍伺服电机的选型方法。
1.确定负载特性：首先，需要确定负载的特性，包括需要控制的位置、速度和力矩范围。
负载的质量、惯性和摩擦等参数也需要考虑。
这些参数对于电机的选型具有重要影响。
2.确定运行条件：确定伺服电机的工作条件，如环境温度、湿度和海拔等情况。
这些因素也会影响电机的性能和选择。
3.选用正确的电机类型：根据负载特性和运行条件，选择合适的电机类型，如直流伺服电机、交流伺服电机或步进电机。
直流伺服电机通常适用于需要高精度和高速度控制的应用，而交流伺服电机适用于需要高扭矩输出和适应不同负载的应用。
4.计算负载转矩要求：根据负载的特性和应用要求，计算所需的转矩范围。
这可以通过测量或计算负载的惯性、阻力和力矩来实现。
5.评估电机性能：选择多个候选电机后，需要评估其性能参数，如额定扭矩、额定转速、额定电压和额定电流。
还需要考虑电机的动态响应特性，如响应时间和精确度。
6.选用合适的控制器：根据选定的电机类型和性能参数，选择合适的控制器。
控制器应具有与电机相匹配的控制模式和通信接口。
7.选择适当的电源：考虑到伺服电机的功耗和性能要求，选择适当的电源。
电源应能够提供所需的电压和电流。
8.考虑成本和可靠性：选择伺服电机时，还需要考虑其成本和可靠性。
质量好、性能稳定的电机可能更贵，但在长期使用中可能更可靠，减少维护和更换的成本。
9.进行实验验证：在选择电机之前，可以进行实验验证，通过实际测试来验证伺服电机是否能够满足负载和应用的要求。
综上所述，伺服电机的选型需要综合考虑负载特性、运行条件、电机类型、负载转矩要求、电机性能、控制器选择、电源选择、成本和可靠性等因素。
通过合理的选型，确保伺服电机能够满足系统的性能和应用要求。
伺服电机分类与选型流程
伺服电机分类与选型流程伺服电机是一种能够根据控制信号来驱动机械系统运动的电机。
它具有高精度、高控制性能和高可靠性的特点，广泛应用于工业自动化控制、仪器仪表和机器人等领域。
根据应用场景的不同，伺服电机可以分为直流伺服电机和交流伺服电机两大类，每一类又有其各自的特点和选型要点。
一、直流伺服电机的分类与选型流程：1.分类：直流伺服电机根据电源电压的不同可以分为低压直流伺服电机（12V、24V）和高压直流伺服电机（48V、60V、72V等）。
2.选型流程：（1）确定应用场景：根据具体应用的需要，确定伺服电机的功率、扭矩和转速等参数。
（2）验证电源电压：根据选定的电机功率和转速要求，验证电源电压是否能够满足电机的工作要求。
如果电源电压不足，则需要使用电源升压器或者选择合适的电压级别的伺服电机。
（3）确定电机型号：根据电机的工作要求，包括负载特性、控制要求和环境要求等，确定合适的电机型号。
（4）选取驱动器：根据电机的功率和控制要求，选取合适的驱动器。
驱动器的选择要考虑到驱动器的保护功能、通信接口和控制算法等因素。
（5）试运行与调试：在选定的电机和驱动器之间进行试运行和调试，验证系统的性能和稳定性。
二、交流伺服电机的分类与选型流程：1.分类：交流伺服电机根据电机的控制方式可以分为位置控制型和矢量控制型。
位置控制型伺服电机根据电机转子结构的不同可以分为无刷交流伺服电机（BLAC）和有刷交流伺服电机（BLDC）；矢量控制型伺服电机则可以分为感应交流伺服电机（IM）和永磁同步交流伺服电机（PMSM）。
2.选型流程：（1）确定应用场景：根据具体应用的需要，确定伺服电机的功率、扭矩和转速等参数。
（2）验证电源电压：根据选定的电机功率和转速要求，验证电源电压是否能够满足电机的工作要求。
如果电源电压不足，则需要使用电源升压器或者选择合适的电压级别的伺服电机。
（3）确定电机型号：根据电机的工作要求，包括负载特性、控制要求和环境要求等，确定合适的电机型号。
伺服电机选型手册 (3)
伺服电机选型手册1. 引言伺服电机是一种能够精确控制运动位置、速度和力矩的电动机。
它通常由电机、编码器和伺服驱动器组成，可以在工业控制、自动化生产等领域中广泛应用。
本选型手册将为您介绍伺服电机的选型原则和方法，并为您提供一些建议，帮助您选择适合的伺服电机，以满足您的应用需求。
2. 选型原则在选择伺服电机时，我们应考虑以下几个原则：2.1 负载特性分析首先，我们需要分析应用的负载特性，包括负载的惯性、负载的运动模式（连续运动或间歇运动）、负载的最大运动速度和力矩等。
通过对负载特性的分析，可以确定所需的电机功率和扭矩。
2.2 控制精度要求控制精度是另一个重要考虑因素。
不同的应用对控制精度有不同的要求。
如果需要更高的控制精度，通常需要选择具有更高分辨率的编码器和更精确的驱动器。
2.3 环境条件环境条件也会影响伺服电机的选型。
例如，如果应用环境存在较高的温度或湿度，我们应选择具有较高的防护等级的伺服电机。
2.4 成本和可靠性最后，我们还需要考虑成本和可靠性因素。
根据应用需求和预算限制，选择合适的伺服电机，并确保其具有足够的可靠性，以避免故障和停机造成的损失。
3. 选型方法在选型伺服电机时，可以按照以下步骤进行：3.1 确定负载惯性和负载模式首先，确定应用的负载特性，包括负载的惯性和运动模式。
惯性可以通过负载的质量和尺寸计算得出。
运动模式可以根据应用的工作周期和停顿时间来确定。
3.2 计算所需的功率和扭矩根据负载的特性，计算所需的电机功率和扭矩。
功率计算公式如下：功率（W）= 扭矩（Nm） × 转速（rad/s）3.3 确定控制精度要求根据应用的控制精度要求，确定所需的编码器分辨率和驱动器性能。
3.4 选择合适的型号和规格根据以上计算结果和需求，选择合适的型号和规格的伺服电机。
可以参考厂商提供的技术手册和产品目录，查找符合要求的伺服电机型号。
3.5 考虑环境条件和成本要素在最终选择伺服电机之前，考虑应用环境条件和成本要素。
简述伺服电动机的选型步骤
简述伺服电动机的选型步骤伺服电动机是一种能够准确控制位置、速度和加速度的电动机。
在进行伺服电动机的选型时，需要考虑多个因素，包括负载要求、控制系统、环境条件等。
下面将详细介绍伺服电动机的选型步骤。
第一步：确定负载要求在选择伺服电动机之前，首先需要了解负载的特性和要求。
负载特性包括负载的质量、惯性、摩擦力和阻力等。
而负载要求则包括位置精度、速度范围、加速度和工作周期等。
通过确定负载的特性和要求，可以为后续的选型提供重要的信息。
第二步：确定控制系统伺服电动机一般需要与控制系统配合使用，因此在选型之前需要确定控制系统的类型和性能要求。
控制系统可以分为开环和闭环两种。
开环控制系统只能估计负载的位置和速度信息，无法准确控制。
闭环控制系统通过反馈传感器获取负载的实际位置和速度信息，并根据误差来调整输出信号，实现精确控制。
根据实际需求选择合适的控制系统类型，以确保系统的性能要求能够得到满足。
第三步：计算负载惯量负载的惯量是伺服电动机选型中非常重要的参数之一、惯量可以通过测量负载的质量和尺寸，并进行计算得到。
负载的惯量决定了电机需要提供的扭矩大小，因此需要根据负载的惯量来选择合适的电机。
第四步：计算负载扭矩在选型时，需要考虑电动机输出扭矩的大小。
负载扭矩可以通过负载的阻力和惯性来计算得到。
阻力可以通过测量得到，而惯性可以通过负载的质量和尺寸计算得到。
根据负载的扭矩需求来选择适当的电机。
第五步：选择合适的电机类型和规格根据前面的步骤，确定负载的特性和要求、控制系统类型和性能要求、负载的惯量和扭矩等参数后，可以选择合适的伺服电动机类型和规格。
根据负载的特性和要求，选择适当的电机类型，如直流伺服电动机、交流伺服电动机或步进电动机等。
然后，根据负载的惯量和扭矩要求，选择合适的电机规格，包括电机尺寸、额定扭矩和额定转速等。
第六步：考虑环境条件和可靠性要求选型时，还需要考虑环境条件和可靠性要求。
环境条件包括温度、湿度、震动和腐蚀等因素。
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Torque (N-m) T1 t3 T2 t1 T3 t2 Time
過載的觸發條件
ASDA 系統超載警報觸發條件
- 如果系統的應用會常超過100% 負載，需要用下列方式再 度來檢驗系統的狀況
120% T1, 140% T2, 160% T3, 180% T4, 200% T5, 220% T6, 240% T7, 260% T8, 280% T9, 300% T10
速度-扭矩 曲線
伺服馬達特性
- 速度-扭矩曲線描述馬達之特性 - “負載比例與運行時間曲線圖＂定義馬達在加減速領域運作 的時間
扭矩 (N-m) 1.92(300%) 最大扭矩 . Stall Torque
加減速領域 0.64(100%) 額定扭矩 0.38 (60%)
連續領域 速度 (r/min)
- 馬達轉子的慣量要包括在系統的慣量裡，因為轉子連 接到機械結構且一起轉動 - 機械慣量的計算方式可在網路或工程書上查閱
轉子的慣量 機械到馬達軸的慣量
最大扭矩 (1)
運動命令到扭矩曲線的 對應
- 最大扭矩規格是用來檢 驗伺服馬達加減速的能力 - 由運動命令與驅動慣量 可導出扭矩曲線 - Tf 代表動摩擦力
伺服選擇範例(1)
系統的最大扭矩
-I machine=0.00612 (kg-m2 ) (從機器設計者) - 角速度=2000/60*2π=209.44 (rad/sec) - Ttemp_max=I*α=0.00612* ( (209.44-0) / (0.1-0) )=12.82 (N-m) - 以ECMA-E11315為例: 最大的T=21.48 > 12.82 (N-m); Imotor=11.18E-4 (kg-m2) - Tmax=Isystem*α=(I machine + Imotor)* α=(0.00612+0.001118) *(209.44/0.1)=15.16 < 21.48 (N-m) - 選型時需保留動摩擦力的需求，因為無法由上計算出
動摩差力在此尚未被計入，在此需預留其空間
15.16
Time
伺服選擇範例(3)
與規格表中最大扭矩的值做比較
- Trms=4.57 (N-m)< Tratted= 7.16 (N-m) - 動摩擦力在此仍未被計入
伺服選擇範例(4)
動摩擦力的最大允許值
- 對於高摩擦力的系統，最好能事先預知動摩擦力的值 - 對於微摩擦力的系統，在選型時只要預留適當的容量即可 -如果高動摩擦力的系統在機器組裝好之前無法得知，選型時 需預留較大的容量
連續領域的預留容量: 加減速區域的預留容量:
15.6 (212%)
T rated = 7.16 (N-m) =
2 2 2 ((15.16+T f ) x 0.1)+ ((T f ) x 2) + ((-15.16+T f ) x0.1)
Tf_ margin_I = 21.5 – 15.6 = 5.9 (N-m)
伺服選擇範例(2)
從手冊中可查得各機型的規格
- Tmax=15.16 (N-m); Tratted_motor= 7.16 (N-m) - 扭矩比例 = 15.16 / 7.16 =2.12=212%
Speed (rpm) 2000
Time Torque (N-m) t 1 = 100ms t 2 = 2000ms t 3 = 100ms
回生能量(2)
伺服驅動器如何處理回生能量
-當能量回流至伺服驅動器時，會被儲存在電容裡，直到電 容電壓升到內定的電壓值，電容上的電壓在台逹伺服裡標示 為V-bus - 當V-bus達到內定的370V時，能量將會開始流向內建或外 接的回生電阻
電壓 > 370 v
Stator Field
Rotor Field
WR : 電阻需消耗的功率 (watts) Ec : 電容可儲存的能量 (Joules) Rmax: 最大可能的電阻值 (ohm)
手冊裡定義的最小電阻值 ≦ 回生電阻值 ≦ R
Speed (rpm) N N2 t1 t2 t3 Time N1
max
ERE = J S * ((N 1) 2-(N 2) 2)/ 182 ( Joules ) W R = (ERE -E C ) / t 3 ( watts) R max = ( 370 ) 2 / WR (Ω)
RMS 扭矩值
RMS 扭矩值用來選擇 額定扭矩值
- RMS 扭矩值是時間加 權的平均扭矩值，因此 可被視為長期的平均扭 矩值 - 如果RMS扭矩值大於 額定的扭矩值，伺服馬 達將會過熱且終會超過 可承受的範圍
Trms 定義:
tn 1 tn - t1 t1 T2(t) dt
方波的Trms :
(T12 x t1) + (T22 x t2) + (T32 x t3) t1 + t2 + t3
Speed (rpm) N1
0
t1
t2
t3
Time
Torque (N-m) Tmax Tf
ω1 (rad/s) = N1 (rpm) / 60 * 2π T = I* ω (Inertia * Angular Acceleration) Tmax = I * ( (ω (N-m) 1 -0) / (t 1 -0) ) + Tf
The table is from 6.6.3 Regenerative Resistor of A2 manual.
伺服選擇範例(6)
選型時需考量的其他事項
-外觀與框架的尺寸 -IP 保護的層級 -減速機可降低扭矩需求但會提高馬逹的運轉速度 -編碼器的解析度
定位精準度的需求為: 0.0001 mm 編碼器所需的解析度
Time
最大扭矩(2)
概算的方式
- 因為在運動命令的兩 端點存在s-curve， 所以 其扭矩曲線會呈現梯形 波，為了簡化計算，將 梯形的扭矩命令假設成 為方形波
Speed (rpm) N1
S -C urve
0 Torque (N-m) T
P (+)
t1
P (+)
t2
P (-)
t3
Time
Time 為了計算的 方便, 假設此 為方波
時間
動摩擦力
維持扭矩 時間
回生區域
回生區域
驅動的負載 (1)
機械慣量 - 對馬達軸所承載的最大機械慣量要事先知道
- 要評估最高的馬逹容量需求，需要在機械的最高運轉 速度、可能最急遽的加減速度命令、與要承載的最大負 載下來進行
機器在無負載的狀況下運作
機器在最大負載的狀況下運作
驅動的負載 (2)
伺服馬達的慣量
T1/139.335 + T2/27.585 + T3/14.235 + T4/8.9625 + T5/6 + T6/4.4925 + T7/3.2925 + T8/2.58 + T9/2.07 + T10/1.6125 < 1, 則不 會觸發 ALM 06警報
回生能量(1)
如何產生回生能量
-在加速和等速時，定子磁 場(stator field)會帶領轉子 磁場(rotor field)，這是馬 達的現象 - 在減速時，轉子磁場會在 定子磁場之前，這就是發電 機現象，此時會把能量回傳 給系統
0.1 +2+ 0.1 T f = 5.5 (N-m) Min {5.9, 5.5} = 5.5 (N-m)
伺服選擇範例(5)
回生能量
-ERE = JS * ((N1)2 - (N2)2) / 182 =(0.00612+0.001118)*(2000) 2 /182 =159.08 (Joules) - WR= (ERE-Ec ) / tdecel =(159.08-18)/0.1=1410.8 (watts) - Rmax=(370)2 / WR =(370)2 / 1410.8 = 97.03 (Ω) -內建的回生電阻是60 watts，無法達到需求；因此需要外接電阻 20(Ω) ≦ (最小需要 1410.8 w 的電阻) ≦ 97.03(Ω)
伺服系統的選型
教材使用對象說明
教材等級
基礎級，對台達ASDA 伺服系統有興趣者
版本
Revision: February 21, 2011
內容大綱
選擇伺服系統的基本要素
基本的物理方程式、規格、運動命令、 最大扭矩、均 方根值扭矩、與回生能量
範例
如何選擇伺服系統示範
台達 ASDA MSizing 軟體
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0
3000 額定速度 ECMA-C30602? S
5000 最大速度 .
運動命令
伺服系統的Duty Cycle
- 表示能量如何從電 能轉換成運動能，梯 形曲線是非常典型的 運動命令 - P=T*ω (功率= 扭矩*角速度)
扭矩 (N-m) P (+) P (+) P P P (-) (H) (+) P (+) P (-) 速度 (rpm) t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7
10 mm 滾珠螺桿的螺距
10 mm / 0. 0001 mm = 100000 (division / revolution )
MSizing 軟體
選擇伺服系統的幫手
-此軟體僅提供輔助 -選擇一個相似的機械裝置，把沒用到的零件的值設為零 -遵照操作指南，按個鍵就可得到結果
Thank You
內建或外接的電阻
內部電容
回生能量(3)
如何選擇回生電阻
-ERE = JS * ((N1)2 - (N2)2 ) / 182