伺服電機的選型步驟
每種型號伺服電機的規(guī)格項內(nèi)均有額定轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)矩及伺服電機慣量等參數(shù)各參數(shù)與負載轉(zhuǎn)矩及負載慣量間必定有相關(guān)聯(lián)系存在,選用伺服電機的輸
出轉(zhuǎn)矩應(yīng)符合負載機構(gòu)的運動條件要求,如加速度的快慢、機構(gòu)的重量;機構(gòu)的運動方式(水平、垂直旋轉(zhuǎn))等;運動條件與伺服電機輸出功率無直接
關(guān)系,但是一般伺服電機輸出功率越高,相對輸出轉(zhuǎn)矩也會越高。
因此不但機構(gòu)重量會影響伺服電機的選用,運動條件也會改變伺服電機的選用。慣量越大時,需要越大的加速及減速轉(zhuǎn)矩,加速及減速時間越短
時,也需要越大的伺服電輸出轉(zhuǎn)矩。選用伺服電機規(guī)格時,依下列步驟進行。
功率 = 扭矩 · 轉(zhuǎn)速 / 9549
可是話說分母上的這個系數(shù) 9549 是怎么來的呢?
關(guān)于這個問題,咱們還是得把中學(xué)物理課本拿出來溫習(xí)一下先。
我們知道,經(jīng)典力學(xué)中對功的定義是這樣的:
當(dāng)一個力作用在物體上,并使物體在力的方向上通過了一段距離,就說這個力對物體做了功。
這就是說功等于力與位移的乘積。
而功率是指:
物體在單位時間內(nèi)所做的功的多少。
所以功率其實就是力與速度的乘積。
將這個概念應(yīng)用在直線運動中,即:
P = F · v
P 為功率,單位:w( 瓦特 );
F 為力,單位:N(牛頓);
v 為速度,單位:m / s( 米 / 秒 );
而如果將這個概念應(yīng)用到旋轉(zhuǎn)運動中,這個計算公式就變成了:
P = T · ω
P 為功率,單位:w;
T 為力矩,單位:Nm( 牛米 );
ω 為轉(zhuǎn)速,單位:1/s( 弧度 / 秒 )
不過,在日常的工程計算中,我們并不會像上面幾個式子中那樣使用國際單位制當(dāng)量。比如:我們常用的功率單位是“千瓦 kW”,而轉(zhuǎn)速則通常是 “轉(zhuǎn) / 分鐘 RPM”。于是,在進行功率和扭矩計算時的式子就變成了:
P = T ·( 2 ·π )· n / ( 60 · 1000 )
≈ T · n / 9549.3
P 仍為功率,單位:kW;
T 為扭矩,單位:Nm;
n 為轉(zhuǎn)速,單位:RPM;
所以,功率和扭矩計算時有這個系數(shù) 9549,只不過是因為我們在工程計算過程中習(xí)慣性的使用了常用單位當(dāng)量而造成的。
在這里需要特別指出的是,很多朋友都會在電機選型過程中使用這個計算公式,因為它的確能夠幫助我們基于負載扭矩和運行轉(zhuǎn)速快速計算出電機的功率需求;但個人認為,這種方法更適合作為運行速度相對穩(wěn)定的普通異步電機的選型參考,而對于轉(zhuǎn)速和扭矩變化范圍較大的高動態(tài)伺服電機應(yīng)用,還是強烈建議使用專門的伺服電機選型軟件進行運控系統(tǒng)的設(shè)計和優(yōu)化。
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