自动化机械设计基础培训
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伺服电机的选择
伺服电机:伺服主要靠脉冲来定位,伺服电机接收到1个脉冲,就会旋转1个脉冲对应的角度,从而实现位移;可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。
伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。
闭环半闭环:半闭环,只是编码器发出多少个脉冲,无法进行反馈值和目标值的比较;如是闭环则使用光栅尺进行反馈。 开环步进电机:则没有记忆发出多少个脉冲。
伺服:速度控制、位置控制、力矩控制
增量式伺服电机:是没有记忆功能,下次开始是从零开始;
绝对值伺服电机:具有记忆功能,下次开始是从上次停止位置开始。
伺服电机额定速度3000rpm,最大速度5000 rpm; 加速度一般设0.05 ~~ 0.5s
计算内容:
1.负载(有效)转矩T<伺服电机T的额定转矩
2.负载惯量J/伺服电机惯量J< 10 (5倍以下为好)
3.加、减速期间伺服电机要求的转矩 < 伺服电机的最大转矩
4.最大转速<电机额定转速
伺服电机:编码器分辨率2500puls/圈;则控制器发出2500个脉冲,电机转一圈。
1.确定机构部。 另确定各种机构零件(丝杠的长度、导程和带轮直径等)细节。
典型机构:滚珠丝杠机构、皮带传动机构、齿轮齿条机构等
2.确定运转模式。 (加减速时间、匀速时间、停止时间、循环时间、移动距离)
运转模式对电机的容量选择影响很大,加减速时间、停止时间尽量取大,就可以选择小容量电机
3.计算负载惯量J和惯量比(xkg.)。 根据结构形式计算惯量比。 负载惯量J/伺服电机惯量J< 10 单位(xkg.)
计算负载惯量后预选电机,计算惯量比
4.计算转速N【r/min】。 根据移动距离、加速时间ta、减速时间td、匀速时间tb计算电机转速。
计算最高速度Vmax x ta x Vmax + tb x Vmax + x td x Vmax = 移动距离 则得Vmax=0.334m/s(假设)
则最高转速:要转换成N【r/min】,
1)丝杆转1圈的导程为Ph=0.02m(假设) 最高转速Vmax=0.334m/s(假设
N = Vmax/Ph = 0.334/0.02=16.7(r/s)
= 16.7 x 60 = 1002(r/min)< 3000(电机额定转速)
2)带轮转1全周长=0.157m(假设) 最高转速Vmax=1.111(m/s)
N = Vmax/Ph = 1.111/0.157 = 7.08(r/s)
= 7.08 x 60 = 428.8 (r/min)< 3000(电机额定转速)...