News center
新闻资讯

伺服系统的动力方法设计

信息来源:深圳市嘉扬科技有限公司
添加时间:2025-5-16
伺服系统的设计包括:
伺服系统的动力方法设计-静态设计
伺服电机型号和电机机械系统参数相互匹配。
控制理论方法设计-控制器参数和动态性能指标
一、惯量匹配:
(一).等效负载惯量JL的计算
1.驱动回转体的转动惯量:

回转运动的动能:根据能量守恒:推广到对多轴系统:2.直线运动物体的等效转动惯量:
以丝杠螺母带动工作台为例:
直线运动工作台的动能:
将此能量转换成电机轴回转运动的能量,根据能量守恒,
推广到对一般系统:3.回转和直线联动装置的等效转动惯量:(二).惯量匹配原则
1.步进电机的惯量匹配条件:
带惯性负载时的最大启动频率:2.交、直流伺服电机的惯量匹配原则:
对于采用惯量较小的直流伺服电机的伺服系统
对于采用大惯量直流伺服电机的伺服系统
二、容量匹配:
(一).等效转矩的计算
1.等效负载转矩[TL]的计算
根据能量守恒原理:
有些机械装置中有负载作用的轴不止一个,此时2.等效摩擦转矩[Tf]的计算
由于机械装置大部分损失的功率是克服摩擦力做功,所以等效摩擦力矩根据机械效率做近似估算:
3.等效惯性力矩[Ta]的计算
电机在变速时,需要一定的加速力矩。
(二).伺服电机容量匹配原则
1.步进电机的容量匹配
2.交直流伺服电机的容量匹配:
直流伺服电机的转矩-速度特性曲线分成连续工作区、断续工作区、加减速工作区,三个区用途不同,电机转矩的选择方法也不一样。工程上常根据电机发热条件的等效原则,将重复短时工作制等效于连续工作制的电机来选择。
三、速度匹配
同样功率的电机,额定转速高则电机尺寸小,重量轻;电机转速越高,传动比就会越大,这对于减小伺服电机等效转动惯量,提高电机负载能力有利。因此电机常工作在高转速低扭矩状态。但是机械装置工作在低转速高扭矩状态,所以要在伺服电机和机械装置之间需要减速器匹配。应该在对负载分析的基础上,合理选择减速器的减速比。
四、伺服电机选择实例:
(一)步进电机选择实例
工作台(拖板)重量W=2000N,拖板导轨之间摩擦系数μ=0.06,车削是最大切削负载FZ=2150N,y向切削分力Fy=2FZ=4300N(垂直于导轨),要求刀具切削使得进给速度v1=10-500mm/min,快速行程速度v2=3000mm/min,滚珠丝杠名义直径d0=32mm,导程tsp=6mm,丝杠总长l=1400mm,拖板最大行程为1150mm,定位精度±0.01mm,试选择合适的步进电机。
图4.18步进电机带动工作台1.脉冲当量的选择:
初选三相步进电机的步距角为0.75°/1.5°,当三相六拍运行时,步距角θ=0.75°,其每转脉冲数S=360°/θ=480。初选脉冲当量δ=0.01mm,根据脉冲当量的定义,可得中间齿轮传动比i为
选小齿轮齿数Z1=20,Z2=25。模数m=2
2.等效负载转矩的计算
(1)空载时的等效摩擦转矩Tf
(2)车削加工时的等效负载转矩TL3.等效转动惯量
(1)滚珠丝杠的转动惯量Jsp
(2)拖板运动惯量换算到电机轴上的转动惯量JW(3)大齿轮的转动惯量Jg2(4)小齿轮的转动惯量Jg14.初选电机型号
已知TL=241.4(N.cm),JL=7.76(N.cm.s2),初选电机型号为110BF003,
其最大静转矩Tmax=800,转子惯量Jm=4.7(N.cm.s2)由此可得
满足惯量匹配和容量匹配的条件
5.速度验算
(1)快进速度验算
查步进电机运行矩频曲线得当fmax=6000HZ时,
电机转矩Tm=90(Ncm)>Tf=11.46,可按此频率计算最大进给速度v2
(2)工进速度的验算综上所述,可选择此型号的电机
(二)直流伺服电机选择实例
线位移脉冲当量δ=0.01mm,最大进给速度v2=6000mm/min,加速时间0.2s,移动体重量W=2000N,移动速度6m/min,拖板导轨之间摩擦系数μ=0.065,电机直接驱动丝杠。丝杠外径55mm,试选择合适的直流伺服电机。
图4.19直流伺服电机带动工作台
1.根据脉冲当量确定丝杠导程和齿轮传动比:
已知δ和编码器分辨率,可知步距角
换算到电机轴上2.所需电机转速的计算

编码器轴上转速


3.等效负载转矩的计算

预紧力F2=F1/3=433.33(N)4.等效转动惯量的计算移动体
传动体
5.初选电机型号
已知TL=200.45(N.cm),JL=245(kg.cm2),初选电机型号为CN-800-10,
其最大静转矩TR=830(N.cm),转子惯量Jm=91(kg.cm2)由此可得
6.计算电机所需转矩Tm
热销产品推荐
步进电机相关行业资讯推荐
1、高效同步电机的节能效果明显
2、电机轴承的维护使用
3、刹车步进电机主要应用在哪些场合
4、同步电动机和异步电动机区别
5、直流无刷电机在电动自行车的应用
6、三相步进电机的发展好形势分析
7、步进电机控制器模块划分步骤处理方法
8、防腐、防爆电机的特征及特殊要求
9、步进电机接线方法
10、高原环境对电机性能的影响
11、工作人员在步进电机生产中需遵守这些安全规程
12、步进电机在监视摄像机中的控制应用
13、防爆直流无刷电机介绍
14、步进电机的起动频率为什么不能过高
15、防爆电机的温升过程分析
16、无刷直流电机的下一个蓝海
17、步进电机有哪些功能呢
18、行星齿轮减速电机的安装
19、防爆电机在运行中振动过大的原因及处理
20、如何正确选择伺服电机和步进电机
21、高压防爆电机使用工况要求及说明
22、步进电机的主要分类
23、动密封防水外转子风机
24、步进电机驱动器的优点介绍
25、未来工业时代需要低噪音减速机
26、浅谈步进电机的五种驱动方式优缺点
27、三相步进电机的优点分析
28、步进电机发热发烫不转原因分析
29、高精度的交流伺服定剪系统的研究
30、直流无刷电机产生转矩波动的原因
31、伺服步进电机驱动器的转速特性
32、维护同步电机的基本步骤
33、丝杆步进电机的工作原理分析
34、为您详解步进电机的主要构造
35、步进电机和减速电机的区别
36、带领大家来认识一下永磁步进电机
37、节能政策助力高效微型电机(直流电机)发展
38、步进电机的优劣性判别
39、防水步进电机的技术知识解读
40、发热对步进电机的影响
41、步进电动机驱动电路的种类
42、从如下几个方面来认识一下凸极步进电机
43、专注细微解决步进电机低频共振
44、步进电机驱动器老化测试的三种方式
45、响应节能环保政策步进电机产业智能化发展成为必要趋势
46、电机选择、常见故障分析与维护
47、两相六线步进电机接法和区别
48、基于直流无刷电机的高效光伏扬水系统
49、步进电机发热问题及对策
50、PLC在步进电机控制系统中应用
上一篇:    空调离心风机应该如何安装(方法介绍)
下一篇:    防爆伺服电机价格是否就能决定防爆电机品质?
联系我们
 
电话:0755-27080712
邮箱:wsb@sz-jayng.com
地址:深圳市光明区公明镇新庄社区将石路大围同富工业区E栋2楼
深圳市嘉扬科技有限公司版权所有    粤ICP备2024172765号