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如何選擇合適的伺服電機,？
導 讀
自動化領(lǐng)域指如今的大熱門，而伺服電機在其中占有重要地位,，通常用于項目中較的速度或位置控制部件的驅(qū)動,。自動化設(shè)備的設(shè)計者常常需要面臨各種各樣不同需求的電機選型問題，而供應(yīng)商提供的電機也是五花八門,，參數(shù)多如牛毛,，常常使初學者一頭霧水，本文僅根據(jù)作者的實際工作經(jīng)歷做一些分享,，望能夠給需要者提供一些幫助,。
1.應(yīng)用場景
自動化領(lǐng)域的控制型電機可分為伺服電機、步進電機,、變頻電機等,。在需要較為的速度或位置控制的部件,，會選擇伺服電機驅(qū)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(zhuǎn)速的控制方法,。一般只用于電機的調(diào)速控制,。
伺服電機與步進電機相比：
a) 伺服電機使用閉環(huán)控制,，步進電機為開環(huán)控制；
b) 伺服電機使用旋轉(zhuǎn)編碼器計量精度,，步進電機使用步距角,。普通產(chǎn)品級別上前者的精度可達后者的百倍數(shù)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(qū)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(shè)備,，甲方都會提供標準的380V工業(yè)電源或220V電源,，此時選擇對應(yīng)電源的伺服電機即可，免去電源類型的轉(zhuǎn)換,。但有一些設(shè)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(zhì),，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(jù)動作機構(gòu)的設(shè)計,，考慮在停電狀態(tài)下或靜止狀態(tài)下，是否會造成對電機的反轉(zhuǎn)趨勢,。如果有反轉(zhuǎn)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(gòu)末端的位置和速度要求,，再者確定傳動機構(gòu)。此時即可選擇伺服系統(tǒng)和對應(yīng)的減速器,。
選型過程中,，主要考慮以下參數(shù)：
4.1.功率和速度
根據(jù)結(jié)構(gòu)形式和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(jié)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(gòu)的摩擦系數(shù)和風載系數(shù)的不確定性，公式P=T*N/9549往往無法明確計算（無法計算扭矩的大?。?。而在實踐過程中，也發(fā)現(xiàn)使用伺服電機所需功率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(zhì)量,；a：負載加速度；R：負載旋轉(zhuǎn)半徑）,。
有以下幾點需要注意：
a) 電機的功率富余系數(shù),；
b) 考慮機構(gòu)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(shù),；
d) 后期是否會有加大速度的可能性。
值得一提的是,，在傳統(tǒng)行業(yè)中,，例如起重機等行業(yè)，使用普通的感應(yīng)電機驅(qū)動,，加速度無明確要求,，計算過程使用的是經(jīng)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(nèi),。
4.2.慣量匹配
要實現(xiàn)對負載的高精度控制，需要考慮電機與系統(tǒng)的慣量是否匹配,。
對于為什么需要慣量匹配的問題,，網(wǎng)上并沒有給出一統(tǒng)江湖的說法。個人理解有限,，在這里就不解釋了,。有興趣的朋友可以自行考證一下并告知一聲。慣量匹配的原則為：考慮系統(tǒng)慣量折合到電機軸上,，與電機的慣量比不大于10（西門子）,；比值越小，控制穩(wěn)定性越好,，但需要更大的電機,，性價比更低。具體的計算方法如有不明白的請自行補學大學"理論力學",。
4.3.精度要求
計算經(jīng)過減速機和傳動機構(gòu)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(gòu)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(shè)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(shù)據(jù)等,。
5.品牌
目前市場上伺服電機品牌眾多,，性能也是千差萬別。大體來說,，如果不差錢,，就選用歐美的,，稍微差點錢,，選日本的，然后是中國臺灣和中國大陸的,。不是作者崇洋媚外,，是實際使用得來的教訓。根據(jù)過往經(jīng)驗,，國產(chǎn)的伺服電機本體基本性能上沒什么問題,，主要伺服控制器的控制算法、集成度和和穩(wěn)定性方面有一定的差距,。希望國內(nèi)廠商繼續(xù)努力,，縮小與國外產(chǎn)品的差距。
如果讀者有使用效果較好的國產(chǎn)品牌,，請推薦給大家,，畢竟，國貨當自強也需要我輩的支持,。
常用的一些伺服電機品牌：
歐美系：西門子,、ABB、倫茨等,；
日系：松下,、三菱、Fuji/富士,、Omron/歐姆龍等,。
值得一提的是，做自動化的設(shè)計,，要學會借外力,。特別是做非標自動化，面臨太多設(shè)備的選型和計算,，往往不堪重負,，加班累成狗是常態(tài)。現(xiàn)在伺服電機廠商都會提供技術(shù)支持,，只要你提供給他負載,、速度、加速度等參數(shù)要求,，他們有一套自己的軟件自動幫助你計算并選擇合適的伺服電機,，非常的方便。