伺服電機選型的原則和(工業(yè)自動化應(yīng)用的伺服電機選型的詳細步驟有哪些?有什么注意事項?)

1.工業(yè)自動化應(yīng)用的伺服電機選型的詳細步驟有哪些?有什么注意事項?

伺服系統(tǒng)是讓物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出能夠跟隨輸入目標(biāo)任意變化的自動控制系統(tǒng)，如何進行伺服電機選型，首先要了解選型計算，具體步驟如下：

1、確認轉(zhuǎn)速和編碼器的分辨率；

2、計算出電機軸上的負載力矩、加減速力矩和負載慣量；

3、計算再生電阻，通常2KW以上需要外配置；

4、編碼器電纜的選擇，通常日系的產(chǎn)品采用較多的是絕對值編碼器。

以上的伺服電機選型步驟由科 峰自 動化提供，接下來在運作之前要做如下檢查：

1、檢查電壓是否合適；

2、確保控制信號線接線牢固；

3、在開始運行的半小時內(nèi)要密切觀察電機狀態(tài)，如發(fā)生運動異常、噪音和溫度升高的情況需立即停機調(diào)整。

以上資料請參考，科 峰自 動化希望能幫到您！

2.伺服電機選型要求是什么?

詳細參考文檔：/p/4177736925現(xiàn)代機電行業(yè)中經(jīng)常會碰到一些復(fù)雜的運動，這對電機的動力荷載有很大影響。

伺服驅(qū)動裝置是許多機電系統(tǒng)的核心，因此，伺服電機的選擇就變得尤為重要。首先要選出滿足給定負載要求的電動機，然后從中按價格、重量、體積等技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)選擇最適合的電機。

伺服電機的選型計算方法1計算負載慣量，慣量的匹配，瑞思科伺服電機為例，部分產(chǎn)品慣量匹配可達50倍，但實際越小越好，這樣對精度和響應(yīng)速度好。2電機軸上負載力矩的折算和加減速力矩的計算。

3轉(zhuǎn)速和編碼器分辨率的確認.4電纜選擇，編碼器電纜雙絞屏蔽的，對于瑞思科伺服等臺系產(chǎn)品絕對值編碼器是6芯，增量式是4芯。5再生電阻的計算和選擇，對于伺服，一般2kw以上，要外配置。

END注意事項以上只考慮電機的動力問題，對于直線運動用速度v(t)，加速度a(t)和所需外力F(t)表示，對于旋轉(zhuǎn)運動用角速度 （t），角加速度 （t）和所需扭矩T(t)表示，它們均可以表示為時間的函數(shù)，與其他因素?zé)o關(guān)。很顯然。

電機的最大功率P電機，最大應(yīng)大于工作負載所需的峰值功率P峰值，但僅僅如此是不夠的，物理意義上的功率包含扭矩和速度兩部分，但在實際的傳動機構(gòu)中它們是受限制的。用峰值，T峰值表示最大值或者峰值。

電機的最大速度決定了減速器減速比的上限，n上限= 峰值，最大/ 峰值，同樣，電機的最大扭矩決定了減速比的下限，n下限=T峰值/T電機，最大，如果n下限大于n上限，選擇的電機是不合適的。反之，則可以通過對每種電機的廣泛類比來確定上下限之間可行的傳動比范圍。

只用峰值功率作為選擇電機的原則是不充分的，而且傳動比的準(zhǔn)確計算非常繁瑣。

3.伺服電機選型的原則和注意事項

伺服電機工作原理 1.伺服主要靠脈沖來定位，基本上可以這樣理解，伺服電機接收到1個脈沖，就會旋轉(zhuǎn)1個脈沖對應(yīng)的角度，從而實現(xiàn)位移，因為，伺服電機本身具備發(fā)出脈沖的功能，所以伺服電機每旋轉(zhuǎn)一個角度，都會發(fā)出對應(yīng)數(shù)量的脈沖，這樣，和伺服電機接受的脈沖形成了呼應(yīng)，或者叫閉環(huán)，如此一來，系統(tǒng)就會知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機，同時又收了多少脈沖回來，這樣，就能夠很精確的控制電機的轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)精確的定位，可以達到0.001mm。

直流伺服電機分為有刷和無刷電機。有刷電機成本低，結(jié)構(gòu)簡單，啟動轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍寬，控制容易，需要維護，但維護方便（換碳刷），產(chǎn)生電磁干擾，對環(huán)境有要求。

因此它可以用于對成本敏感的普通工業(yè)和民用場合。 無刷電機體積小，重量輕，出力大，響應(yīng)快，速度高，慣量小，轉(zhuǎn)動平滑，力矩穩(wěn)定。

控制復(fù)雜，容易實現(xiàn)智能化，其電子換相方式靈活，可以方波換相或正弦波換相。電機免維護，效率很高，運行溫度低，電磁輻射很小，長壽命，可用于各種環(huán)境。

2.交流伺服電機也是無刷電機，分為同步和異步電機，目前運動控制中一般都用同步電機，它的功率范圍大，可以做到很大的功率。大慣量，最高轉(zhuǎn)動速度低，且隨著功率增大而快速降低。

因而適合做低速平穩(wěn)運行的應(yīng)用。 3.伺服電機內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動器控制的U/V/W三相電形成電磁場，轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動，同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動器，驅(qū)動器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度。

伺服電機的精度決定于編碼器的精度（線數(shù)）。 什么是伺服電機？有幾種類型？工作特點是什么？ 答：伺服電動機又稱執(zhí)行電動機，在自動控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。

分為直流和交流伺服電動機兩大類，其主要特點是，當(dāng)信號電壓為零時無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降， 請問交流伺服電機和無刷直流伺服電機在功能上有什么區(qū)別？ 答：交流伺服要好一些，因為是正弦波控制，轉(zhuǎn)矩脈動小。直流伺服是梯形波。

但直流伺服比較簡單，便宜。 永磁交流伺服電動機 20世紀(jì)80年代以來，隨著集成電路、電力電子技術(shù)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(dāng)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。

自從德國MANNESMANN的Rexroth公司的Indramat分部在1978年漢諾威貿(mào)易博覽會上正式推出MAC永磁交流伺服電動機和驅(qū)動系統(tǒng)，這標(biāo)志著此種新一代交流伺服技術(shù)已進入實用化階段。到20世紀(jì)80年代中后期，各公司都已有完整的系列產(chǎn)品。

整個伺服裝置市場都轉(zhuǎn)向了交流系統(tǒng)。早期的模擬系統(tǒng)在諸如零漂、抗干擾、可靠性、精度和柔性等方面存在不足，尚不能完全滿足運動控制的要求，近年來隨著微處理器、新型數(shù)字信號處理器（DSP）的應(yīng)用，出現(xiàn)了數(shù)字控制系統(tǒng)，控制部分可完全由軟件進行，分別稱為摪朧只瘮或摶旌鮮綌、撊只瘮?shù)挠来沤涣魉欧到y(tǒng)。

到目前為止，高性能的電伺服系統(tǒng)大多采用永磁同步型交流伺服電動機，控制驅(qū)動器多采用快速、準(zhǔn)確定位的全數(shù)字位置伺服系統(tǒng)。典型生產(chǎn)廠家如德國西門子、美國科爾摩根和日本松下及安川等公司。

日本安川電機制作所推出的小型交流伺服電動機和驅(qū)動器，其中D系列適用于數(shù)控機床（最高轉(zhuǎn)速為1000r/min，力矩為0.25~2.8N.m）,R系列適用于機器人（最高轉(zhuǎn)速為3000r/min，力矩為0.016~0.16N.m）。之后又推出M、F、S、H、C、G 六個系列。

20世紀(jì)90年代先后推出了新的D系列和R系列。由舊系列矩形波驅(qū)動、8051單片機控制改為正弦波驅(qū)動、80C、154CPU和門陣列芯片控制，力矩波動由24%降低到7%，并提高了可靠性。

這樣，只用了幾年時間形成了八個系列（功率范圍為0.05~6kW）較完整的體系，滿足了工作機械、搬運機構(gòu)、焊接機械人、裝配機器人、電子部件、加工機械、印刷機、高速卷繞機、繞線機等的不同需要。 以生產(chǎn)機床數(shù)控裝置而著名的日本法那克（Fanuc）公司，在20世紀(jì)80年代中 期也推出了S系列（13個規(guī)格）和L系列（5個規(guī)格）的永磁交流伺服電動機。

L系列 有較小的轉(zhuǎn)動慣量和機械時間常數(shù)，適用于要求特別快速響應(yīng)的位置伺服系統(tǒng)。 日本其他廠商，例如：三菱電動機（HC-KFS、HC-MFS、HC-SFS、HC-RFS和HC-UFS系列）、東芝精機（SM系列）、大隈鐵工所（BL系列）、三洋電氣（BL系列）、立石電機（S系列）等眾多廠商也進入了永磁交流伺服系統(tǒng)的競爭行列。

德國力士樂公司。

4.伺服電機選型時都需要考慮哪些問題?怎么計算?

如下：1、選用電動機的原則為了適應(yīng)各種不同用途，電機廠家生產(chǎn)了不同種類、形式及容量的電動機。

在選用電動機時，要充分考慮它們的特性，在仔細研究了被拖動機械的特性后，選擇適合負載特性的電動機。選擇電動機的原則是：（1）根據(jù)負載的啟動特性及運行特性，選出最適合于這些特性的電動機，滿足生產(chǎn)機械工作過程中的各種要求。

（2）選擇具有與使用場所的環(huán)境相適應(yīng)的防護方式及冷卻方式的電動機，在結(jié)構(gòu)上應(yīng)能適合電動機所處的環(huán)境條件。（3）計算和確定合適的電動機容量。

通常設(shè)計制造的電動機，在75%-100%額定負載時，效率最高。因此應(yīng)使設(shè)備需求的容量與被選電動機的容量差值最小，使電動機的功率被充分利用。

（4）選擇可靠性高、便于維護的電動機。（5）考慮到互換性，盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)電動機。

（6）為使整個系統(tǒng)高效率運行，要綜合考慮電機的極數(shù)及電壓等級。2、選用電動機的大致步驟可以考慮如下（1）根據(jù)生產(chǎn)機械性的要求，選擇電動機種類。

（2）根據(jù)電源情況，選擇電動機額定電壓。（3）根據(jù)生產(chǎn)機械所要求的轉(zhuǎn)數(shù)及傳動設(shè)備的情況，選擇電動機的轉(zhuǎn)數(shù)。

（4）根據(jù)電動機和生產(chǎn)機械安裝的位置和場所環(huán)境，選擇電動機的結(jié)構(gòu)和防護形式。（5）根據(jù)所帶負載所需要的功率容量和電動機的運行方式，選擇電動機的額定功率。

在做電機選型時，手邊一定要多準(zhǔn)備幾個廠家、品牌的產(chǎn)品目錄，再綜合考慮上述因素，來選型最合適的電動機。

5.伺服電機的選用方法

伺服電機選型及負載轉(zhuǎn)矩計算 慣量轉(zhuǎn)矩計算 機械制造商在選購電機時擔(dān)心切削力不夠，往往選擇較大規(guī)格的馬達，這不但會增加機床的制造成本，而且使之體積增大，結(jié)構(gòu)布局不夠緊湊。

本文以實例應(yīng)用闡明了如何選擇最佳規(guī)格電機的方法，以控制制造成本。 一、進給驅(qū)動伺服電機的選擇 1.原則上應(yīng)該根據(jù)負載條件來選擇伺服電機。

在電機軸上所有的負載有兩種，即阻尼轉(zhuǎn)矩和慣量負載。這兩種負載都要正確地計算，其值應(yīng)滿足下列條件： 1）當(dāng)機床作空載運行時，在整個速度范圍內(nèi)，加在伺服電機軸上的負載轉(zhuǎn)矩應(yīng)在電機連續(xù)額定轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)，即應(yīng)在轉(zhuǎn)矩速度特性曲線的連續(xù)工作區(qū)。

2）最大負載轉(zhuǎn)矩，加載周期以及過載時間都在提供的特性曲線的準(zhǔn)許范圍以內(nèi)。 3）電機在加速/減速過程中的轉(zhuǎn)矩應(yīng)在加減速區(qū)（或間斷工作區(qū)）之內(nèi)。

4）對要求頻繁起，制動以及周期性變化的負載，必須檢查它的在一個周期中的轉(zhuǎn)矩均方根值。并應(yīng)小于電機的連續(xù)額定轉(zhuǎn)矩。

5）加在電機軸上的負載慣量大小對電機的靈敏度和整個伺服系統(tǒng)的精度將產(chǎn)生影響。通常，當(dāng)負載小于電機轉(zhuǎn)子慣量時，上述影響不大。

但當(dāng)負載慣量達到甚至超過轉(zhuǎn)子慣量的5倍時，會使靈敏度和響應(yīng)時間受到很大的影響。甚至?xí)顾欧糯笃鞑荒茉谡Ｕ{(diào)節(jié)范圍內(nèi)工作。

所以對這類慣量應(yīng)避免使用。推薦對伺服電機慣量Jm和負載慣量Jl之間的關(guān)系如下： Jl<5*Jm1、負載轉(zhuǎn)矩的計算 負載轉(zhuǎn)矩的計算方法加到伺服電機軸上的負載轉(zhuǎn)矩計算公式，因機械而異。

但不論何種機械，都應(yīng)計算出折算到電機軸上的負載轉(zhuǎn)矩。通常，折算到伺服電機軸上的負載轉(zhuǎn)矩可由下列公式計算： Tl=(F*L/2πμ)+T0 式中：Tl折算到電機軸上的負載轉(zhuǎn)矩（N.M）; F：軸向移動工作臺時所需要的力； L：電機軸每轉(zhuǎn)的機械位移量（M）;To：滾珠絲杠螺母，軸承部分摩擦轉(zhuǎn)矩折算到伺服電機軸上的值（N.M）；Μ：驅(qū)動系統(tǒng)的效率 F：取決于工作臺的重量，摩擦系數(shù)，水平或垂直方向的切削力，是否使用了平衡塊（用在垂直軸）。

無切削時： F=μ*（W+fg），切削時： F=Fc+μ*（W+fg+Fcf）。W：滑塊的重量（工作臺與工件）Kg； Μ：摩擦系數(shù)； Fc：切削力的反作用力； Fg：用鑲條固緊力； Fcf：由于切削力靠在滑塊表面作用在工作臺上的力（kg）即工作臺壓向?qū)к壍恼驂毫Α?/p>

計算轉(zhuǎn)矩時下列幾點應(yīng)特別注意： （a）由于鑲條產(chǎn)生的摩擦轉(zhuǎn)矩必須充分地考慮。通常，僅僅從滑塊的重量和摩擦系數(shù)來計算的轉(zhuǎn)矩很小的。

請?zhí)貏e注意由于鑲條加緊以及滑塊表面的精度誤差所產(chǎn)生的力矩。 （b）由于軸承，螺母的預(yù)加載，以及絲杠的預(yù)緊力滾珠接觸面的摩擦等所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩均不能忽略。

尤其是小型輕重量的設(shè)備。這樣的轉(zhuǎn)矩回應(yīng)影響整個轉(zhuǎn)矩。

所以要特別注意。 （c）切削力的反作用力會使工作臺的摩擦增加，以此承受切削反作用力的點與承受驅(qū)動力的點通常是分離的。

如圖所示，在承受大的切削反作用力的瞬間，滑塊表面的負載也增加。當(dāng)計算切削期間的轉(zhuǎn)矩時，由于這一載荷而引起的摩擦轉(zhuǎn)矩的增加應(yīng)給予考慮。

（d）摩擦轉(zhuǎn)矩受進給速率的影響很大，必須研究測量因速度工作臺支撐物（滑塊，滾珠，壓力），滑塊表面材料及潤滑條件的改變而引起的摩擦的變化。已得出正確的數(shù)值。

（e）通常，即使在同一臺的機械上，隨調(diào)整條件，周圍溫度，或潤滑條件等因素而變化。當(dāng)計算負載轉(zhuǎn)矩時，請盡量借助測量同種機械上而積累的參數(shù)，來得到正確的數(shù)據(jù)。

2.負載慣量的計算。由電機驅(qū)動的所有運動部件，無論旋轉(zhuǎn)運動的部件，還是直線運動的部件，都成為電機的負載慣量。

電機軸上的負載總慣量可以通過計算各個被驅(qū)動的部件的慣量，并按一定的規(guī)律將其相加得到。 1）圓柱體慣量 如滾珠絲杠，齒輪等圍繞其中心軸旋轉(zhuǎn)時的慣量可按下面公式計算： J=（πγ/32）*D4L(kg cm2) 如機構(gòu)為鋼材，則可按下面公式計算： J=(0.78*10-6)*D4L(kg cm2) 式中： γ材料的密度（kg/cm2） D圓柱體的直經(jīng)（cm） L圓柱體的長度（cm） 2）軸向移動物體的慣量工件，工作臺等軸向移動物體的慣量，可由下面公式得出： J=W*(L/2π)2 (kg cm2) 式中： W直線移動物體的重量（kg） L電機每轉(zhuǎn)在直線方向移動的距離（cm） 3）圓柱體圍繞中心運動時的慣量如圖所示： 圓柱體圍繞中心運動時的慣量 屬于這種情況的例子：如大直經(jīng)的齒輪，為了減少慣量，往往在圓盤上挖出分布均勻的孔這時的慣量可以這樣計算： J=Jo+W*R2(kg cm2) 式中：Jo為圓柱體圍繞其中心線旋轉(zhuǎn)時的慣量（kgcm2） W圓柱體的重量（kg） R旋轉(zhuǎn)半徑（cm） 4）相對電機軸機械變速的慣量計算將上圖所示的負載慣量Jo折算到電機軸上的計算方法如下： J=(N1/N2)2Jo 式中：N1 N2為齒輪的齒數(shù) 3.電機加速或減速時的轉(zhuǎn)矩 電機加速或減速時的轉(zhuǎn)矩 1）按線性加減速時加速轉(zhuǎn)矩計算如下： Ta=(2πVm/60*104) *1/ta(Jm+JL)(1-e-ks。

ta) Vr=Vm{1-1/ta.ks(1-e-ksta) Ta加速轉(zhuǎn)矩（N.M） Vm快速移動時的電機轉(zhuǎn)速（r/min） Ta加速時間（sec） Jm電機慣量（N.m.s2） JL負載慣量（N.m.s2） Vr加速轉(zhuǎn)矩開始減少的點 Ks伺服系統(tǒng)位置環(huán)增益（sec-1） 電機按指數(shù)曲線加速時的。

6.伺服減速機選型注意事項有哪些方面

減速機是一種動力傳達機構(gòu)，利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將電機（馬達）的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機構(gòu)。

在目前用于傳遞動力與運動的機構(gòu)中，減速機的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。1、在額定轉(zhuǎn)矩下使用。

2、請選擇合適的電機與減速機相配合3、本系列減速機終身潤滑，無需加油，請不要私下拆開。4、連續(xù)運轉(zhuǎn)使用壽命降低1/2。

5、保證安裝正確，防止外界破壞。6、減速機的安裝、操作、維修和維護工作僅限于專業(yè)人員執(zhí)行。

F系列平行軸斜齒輪減速機其他安裝： 1、安裝場所：油品的確認：在訂購時，這類產(chǎn)品潤滑油屬半固態(tài)不需更換油工作，但必須注意在0度以下使用，應(yīng)事先告知我們，以便添加防凍劑。于酸堿場所，亦須告之我們，加裝防護措施。

2、伺服電機：在訂貨時應(yīng)告知工廠，伺服電機所需銜接法蘭及軸的尺寸。3、減速機的安裝：減速機本體是一個非常精密的產(chǎn)品，所以在安裝上必須小心，嚴(yán)禁撞擊或是以鐵錘敲打軸心或是任一部位。

7.伺服電機的選型規(guī)則,選型要求

伺服電機：是在伺服系統(tǒng)中控制機械元件運轉(zhuǎn)的發(fā)動機，是一種補助馬達間接變速裝置。伺服電機是可以連續(xù)旋轉(zhuǎn)的電-機械轉(zhuǎn)換器。作為液壓閥控制器的伺服電機，屬于功率很小的微特電機，以永磁式直流伺服電機和并激式直流伺服電機最為常用。

伺服電機的作用：伺服電機可使控制速度，位置精度非常準(zhǔn)確。

伺服電機的分類：直流伺服電機和交流伺服電機。

使用環(huán)境來選擇電動機結(jié)構(gòu)形式：

1. 在正常環(huán)境條件下，一般采用防護式電動機；在粉塵較多的工作場所，采用封閉式電動機；

2. 在濕熱帶地區(qū)或比較潮濕的場所，盡量采用濕熱帶型電動機；

3. 在露天場所使用，采用戶外型電動機，若有防護措施，也可采用封閉式或防護式電動機；

4. 在高溫工作場所，應(yīng)根據(jù)環(huán)境溫度，選用相應(yīng)絕緣等級的電動機，并加強通風(fēng)改善電動機工作條件；

5. 在有爆炸危險場所，必須選用防爆型電動機；

6. 在有腐蝕氣體的場所，應(yīng)選用防腐式電動機.

電動機類型的選擇：

不需要調(diào)速的機械裝置應(yīng)優(yōu)先選用籠型異步電動機；

對于負載周期性波動的長期工作機械，宜用繞線型異步電動機；

需要補償電網(wǎng)功率因數(shù)及獲得穩(wěn)定的工作速度時，優(yōu)先選用同步電動機；

只需要幾種速度，但不要求調(diào)速時，選用多速異步電動機，采用轉(zhuǎn)換開關(guān)等來切換你所需要的工作速度；

需要大的起動轉(zhuǎn)矩和恒功率調(diào)速的機械，宜選用直流電動機；

起制動和調(diào)速要求較高的機械，可選用直流電動機或帶調(diào)速裝置的交流電動機； 需要自動伺服控制的情況下，需要選擇伺服電機。

電機轉(zhuǎn)速的選型：

電動機轉(zhuǎn)速應(yīng)符合機械傳動的要求。在市電標(biāo)準(zhǔn)頻率（50HZ）作用下，由于磁極對數(shù)不同，異步電動機同步轉(zhuǎn)速有3000r/min,500 r/min,1000r/min,750/r/min,600r/min等幾種.由于存在轉(zhuǎn)差率，其實際轉(zhuǎn)速比同步轉(zhuǎn)速低2-5%.