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们在选择合适的伺服电机的使用常常会遇到扭力选择和惯量选择,对于扭矩的计算相对简单,只需要知道负载重量和传动方式一般能很快的计算出电机所需要力矩,选型的时候再适当放大,留些余量就可以了.惯量就是刚体绕轴转动的惯性的度量,转动惯量是表征刚体转动惯性大小的物理量。它与刚体的质量、质量相对于转轴的分布有关。(刚体是指理想状态下的不会有任何变化的物体),选择的时候遇到电机惯量,也是伺服电机的一项重要指标。它指的是伺服电机转子本身的惯量,对于电机的加减速来说相当重要。如果不能很好的匹配惯量,电机的动作会很不平稳.一般来说,小惯量的电机制动性能好,启动,加速停止的反应很快,高速往复性好,适合于一些轻负载,高速定位的场合,如一些直线高速定位机构。
中、大惯量的电机适用大负载、平稳要求比较高的场合,如一些圆周运动机构和一些机床行业。如果你的负载比较大或是加速特性比较大,而选择了小惯量的电机,可能对电机轴损伤太大,选择应该根据负载的大小,加速度的大小,等等因素来选择,一般的选型手册上有相关的能量计算公式,比较复杂,这里就不详列了。伺服电机驱动器对伺服电机的响应控制,*值为负载惯量与电机转子惯量之比为一,*不可过五倍。通过机械传动装置的设计,可以使负载惯量与电机转子惯量之比接近一或较小。当负载惯量确实很大,机械设计不可能使负载惯量与电机转子惯量之比小于五倍时,则可使用电机转子惯量较大的电机,即所谓的大惯量电机。使用大惯量的电机,要达到一定的响应。
驱动器的容量应要大一些。在某些传动领域内,需要对被控对象实现高精度的位置控制,而实现位置控制的一个基本条件是需要有高精度的执行机构。当脉冲当量和进给速度都要求太高时,传统的步进电机或直流伺服电机将面临一系列问题,且实现起来难度大,成本较高。而近些年兴起的交流伺服电机传动技术却能以较低的成本获取极高的位置控制精度,世界上许多电机制造商如松下,三洋,西门子等公司纷纷推出自己的交流伺服电机和伺服驱动器。日本松下公司的MINASA系列为比较典型的一种。结合笔者使用该伺服电机驱动器的体会,将对该伺服电机驱动器作简要介绍。在位置控制方式下,伺服驱动器接收数控主机发出的位置指令信脉冲/方向,送入脉冲列形态。
经电子齿轮分倍频后,在偏差可逆计数器中与反馈脉冲信号比较后形成偏差信号。反馈脉冲是由光电编码器检测到电机实际所产生的脉冲数,经四倍频后产生的。位置偏差信号经位置环的复合前馈控制器调节后,形成速度指令信号。速度指令信号与速度反馈信与位置检测装置相同比较后的偏差信号经速度环比例积分控制器调节后产生电流指令信号,在电流环中经矢量变换后,由SPWM输出转矩电流,控制交流伺服电机的运行。位置控制精度由光电编码器每转产生的脉冲数控制。它分增量式光电编码器和*式光电编码器。增量式编码器构造简单,易于掌握,平均寿命长,分辨率高,实际应用较多。本系统采用的是增量式光电编码器。*式光电编码器按二进制编码输出,信号线多。