BECKHOFF倍福伺服電機選型計算,，你掌握了嗎,？

BECKHOFF倍福伺服電機機定子的構(gòu)造基本上與電容分相式單相異步電動機相似.其定子上裝有兩個位置互差90°的繞組，一個是勵磁繞組Rf,，它始終接在交流電壓Uf上,；另一個是控制繞組L，聯(lián)接控制信號電壓Uc,。所以交流伺服電動機又稱兩個伺服電動機,。

BECKHOFF倍福伺服電機的轉(zhuǎn)子通常做成鼠籠式，但為了使伺服電動機具有較寬的調(diào)速范圍,、線性的機械特性,，無“自轉(zhuǎn)"現(xiàn)象和快速響應(yīng)的性能,，它與普通電動機相比，應(yīng)具有轉(zhuǎn)子電阻大和轉(zhuǎn)動慣量小這兩個特點,。應(yīng)用較多的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有兩種形式：一種是采用高電阻率的導(dǎo)電材料做成的高電阻率導(dǎo)條的鼠籠轉(zhuǎn)子,，為了減小轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量，轉(zhuǎn)子做得細長,；另一種是采用鋁合金制成的空心杯形轉(zhuǎn)子,，杯壁很薄，僅0.2-0.3mm,，為了減小磁路的磁阻,，要在空心杯形轉(zhuǎn)子內(nèi)放置固定的內(nèi)定子.空心杯形轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量很小，反應(yīng)迅速,，而且運轉(zhuǎn)平穩(wěn),，因此被廣泛采用。

BECKHOFF倍福伺服電機交流伺服電動機在沒有控制電壓時,，定子內(nèi)只有勵磁繞組產(chǎn)生的脈動磁場,，轉(zhuǎn)子靜止不動。當有控制電壓時,，定子內(nèi)便產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場,，轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場的方向旋轉(zhuǎn)，在負載恒定的情況下,，電動機的轉(zhuǎn)速隨控制電壓的大小而變化,，當控制電壓的相位相反時，伺服電動機將反轉(zhuǎn),。

BECKHOFF倍福伺服電機和交流可變速驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展,，永磁交流伺服驅(qū)動技術(shù)有了突出的發(fā)展，各國著名電氣廠商相繼推出各自的交流伺服電動機和伺服驅(qū)動器系列產(chǎn)品并不斷完善和更新,。交流伺服系統(tǒng)已成為當代高性能伺服系統(tǒng)的主要發(fā)展方向,，使原來的直流伺服面臨被淘汰的危機。90年代以后,，世界各國已經(jīng)商品化了的交流伺服系統(tǒng)是采用全數(shù)字控制的正弦波電動機伺服驅(qū)動,。交流伺服驅(qū)動裝置在傳動領(lǐng)域的發(fā)展日新月異。

永磁交流伺服電動機同直流伺服電動機比較,，主要優(yōu)點有：

⑴無電刷和換向器,，因此工作可靠，對維護和保養(yǎng)要求低,。

⑵定子繞組散熱比較方便,。

⑶慣量小，易于提高系統(tǒng)的快速性,。

⑷適應(yīng)于高速大力矩工作狀態(tài),。

⑸同功率下有較小的體積和重量,。

伺服電動機與單相異步電動機比較

交流伺服電動機的工作原理與分相式單相異步電動機雖然相似，但前者的轉(zhuǎn)子電阻比后者大得多,，所以伺服電動機與單機異步電動機相比，有三個顯著特點：

1,、起動轉(zhuǎn)矩大

由于轉(zhuǎn)子電阻大,，與普通異步電動機的轉(zhuǎn)矩特性曲線相比，有明顯的區(qū)別,。它可使臨界轉(zhuǎn)差率S0>1,，這樣不僅使轉(zhuǎn)矩特性（機械特性）更接近于線性，而且具有較大的起動轉(zhuǎn)矩,。因此,，當定子一有控制電壓，轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動,，即具有起動快,、靈敏度高的特點。

2,、運行范圍較廣

3,、無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象

正常運轉(zhuǎn)的伺服電動機，只要失去控制電壓,，電機立即停止運轉(zhuǎn),。當伺服電動機失去控制電壓后，它處于單相運行狀態(tài),，由于轉(zhuǎn)子電阻大,，定子中兩個相反方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子作用所產(chǎn)生的兩個轉(zhuǎn)矩特性（T1－S1、T2－S2曲線）以及合成轉(zhuǎn)矩特性（T－S曲線）

交流伺服電動機的輸出功率一般是0.1-100W,。當電源頻率為50Hz,，電壓有36V、110V,、220,、380V；當電源頻率為400Hz,，電壓有20V,、26V、36V,、115V等多種,。

交流伺服電動機運行平穩(wěn)、噪音小,。但控制特性是非線性,，并且由于轉(zhuǎn)子電阻大,，損耗大，效率低,，因此與同容量直流伺服電動機相比,，體積大、重量重,，所以只適用于0.5-100W的小功率控制系統(tǒng),。

1、初始化參數(shù)

在接線之前,，先初始化參數(shù),。 [2]

在控制卡上：選好控制方式；將PID參數(shù)清零,；讓控制卡上電時默認使能信號關(guān)閉,；將此狀態(tài)保存，確?？刂瓶ㄔ俅紊想姇r即為此狀態(tài),。

在伺服電機上：設(shè)置控制方式；設(shè)置使能由外部控制,；編碼器信號輸出的齒輪比,；設(shè)置控制信號與電機轉(zhuǎn)速的比例關(guān)系。一般來說,，建議使伺服工作中的最大設(shè)計轉(zhuǎn)速對應(yīng)9V的控制電壓,。比如，山洋是設(shè)置1V電壓對應(yīng)的轉(zhuǎn)速,，出廠值為500,，如果你只準備讓電機在1000轉(zhuǎn)以下工作，那么,，將這個參數(shù)設(shè)置為111,。

2、接線

將控制卡斷電,，連接控制卡與伺服之間的信號線,。以下的線是必須要接的：控制卡的模擬量輸出線、使能信號線,、伺服輸出的編碼器信號線,。復(fù)查接線沒有錯誤后，電機和控制卡（以及PC）上電,。此時電機應(yīng)該不動,，而且可以用外力輕松轉(zhuǎn)動，如果不是這樣,，檢查使能信號的設(shè)置與接線,。用外力轉(zhuǎn)動電機,，檢查控制卡是否可以正確檢測到電機位置的變化，否則檢查編碼器信號的接線和設(shè)置

3,、試方向

對于一個閉環(huán)控制系統(tǒng),，如果反饋信號的方向不正確，后果肯定是災(zāi)難性的,。通過控制卡打開伺服的使能信號,。這時伺服應(yīng)該以一個較低的速度轉(zhuǎn)動，這就是傳說中的“零漂",。一般控制卡上都會有抑制零漂的指令或參數(shù)。使用這個指令或參數(shù),，看電機的轉(zhuǎn)速和方向是否可以通過這個指令（參數(shù)）控制,。如果不能控制，檢查模擬量接線及控制方式的參數(shù)設(shè)置,。確認給出正數(shù),，電機正轉(zhuǎn)，編碼器計數(shù)增加,；給出負數(shù),，電機反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，編碼器計數(shù)減小,。如果電機帶有負載,，行程有限，不要采用這種方式,。測試不要給過大的電壓,，建議在1V以下。如果方向不一致,，可以修改控制卡或電機上的參數(shù),，使其一致。

4,、抑制零漂

在閉環(huán)控制過程中,，零漂的存在會對控制效果有一定的影響，最好將其抑制住,。使用控制卡或伺服上抑制零飄的參數(shù),，仔細調(diào)整，使電機的轉(zhuǎn)速趨近于零,。由于零漂本身也有一定的隨機性,，所以，不必要求電機轉(zhuǎn)速絕對為零,。

5,、建立閉環(huán)控制

再次通過控制卡將伺服使能信號放開,，在控制卡上輸入一個較小的比例增益，至于多大算較小,，這只能憑感覺了,，如果實在不放心，就輸入控制卡能允許的最小值,。將控制卡和伺服的使能信號打開,。這時，電機應(yīng)該已經(jīng)能夠按照運動指令大致做出動作了,。

6,、調(diào)整閉環(huán)參數(shù)

細調(diào)控制參數(shù)，確保電機按照控制卡的指令運動,，這是必須要做的工作,，而這部分工作，更多的是經(jīng)驗,，這里只能從略了,。

伺服電機與步進電機的性能比較

步進電機作為一種開環(huán)控制的系統(tǒng)，和現(xiàn)代數(shù)字控制技術(shù)有著本質(zhì)的聯(lián)系,。在國內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)中,，步進電機的應(yīng)用十分廣泛。隨著全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn),，交流伺服電機也越來越多地應(yīng)用于數(shù)字控制系統(tǒng)中,。為了適應(yīng)數(shù)字控制的發(fā)展趨勢，運動控制系統(tǒng)中大多采用步進電機或全數(shù)字式交流伺服電機作為執(zhí)行電動機,。雖然兩者在控制方式上相似（脈沖串和方向信號）,，但在使用性能和應(yīng)用場合上存在著較大的差異。現(xiàn)就二者的使用性能作一比較,。

一,、控制精度不同

兩相混合式步進電機步距角一般為 1.8°、0.9°,，五相混合式步進電機步距角一般為0.72 °,、0.36°。也有一些高性能的步進電機通過細分后步距角更小,。如三洋公司（SANYO DENKI）生產(chǎn)的二相混合式步進電機其步距角可通過撥碼開關(guān)設(shè)置為1.8°,、0.9°、0.72°,、0.36°,、0.18°、0.09°、0.072°,、0.036°,，兼容了兩相和五相混合式步進電機的步距角。

一,、確定目標運動參數(shù)

伺服電機選型的第一步是明確目標運動參數(shù),。這包括運動的速度、加速度,、減速度,、最大負載和運動形式等。根據(jù)這些參數(shù),，我們可以選擇合適的伺服電機,，以實現(xiàn)系統(tǒng)的最佳性能。

二,、最大負載的計算

在確定目標運動參數(shù)后,，需要計算最大負載。最大負載是指電機需要提供的最大力矩,，它通常是由最大負載和最大加速度產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動慣量所決定的。

三,、慣量和摩擦力的計算

電機的轉(zhuǎn)動慣量取決于運動部件的質(zhì)量,、半徑和形狀等因素。為了選取適當?shù)碾姍C,，我們需要計算出過載之后每個軸的最大慣量和摩擦力,。

四、電機的額定扭矩計算

一旦我們知道了慣量和摩擦力,，就可以計算出電機所需的額定扭矩,。這個數(shù)字將告訴我們我們所需的電機是否具有需要的輸出能力。

五,、功率和速度的計算

伺服電機的功率和速度是決定其性能的關(guān)鍵因素,。通常，功率和速度是相互關(guān)聯(lián)的,。我們需要計算每個軸的最大功率和最大速度,，以便確定是否需要更大的電機或其他設(shè)備。

六,、綜合計算

最后,，需要將所有的計算結(jié)果綜合起來，以確定所需的伺服電機大小和型號,。還需要考慮其他因素,，如可靠性、壽命和優(yōu)化模式,。

【結(jié)論】

伺服電機選型是一個復(fù)雜的過程,，需要多種因素的計算和綜合,。通過正確的選型計算，可以確保系統(tǒng)的性能和效率,，從而滿足用戶的需求,。