伺服电机选型计算最简单方式，伺服电机的工作原理

很多朋友对伺服电机选型计算最简单方式，伺服电机的工作原理不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

伺服电机工作原理下图所示为功率运算放大器LM675构成的伺服电机控制电路，电机采用直流伺服电机。从图中可以看出，功率运算放大器LM675采用15V供电，15V电压通过RP1加到运算放大器LM675的同相输入端，LM675的输出电压加到伺服电机的输入端。电机配有测速信号发生器，用于实时检测电机转速。事实上，测速信号发生器是发生器的一种，其输出电压与速度成正比。测速信号发生器G输出的电压经过分压电路后作为速度误差信号反馈到运算放大器的反相输入端。速度指令电位器RP1设定的电压值经R1、R2分压后加到运算放大器的同相输入端，相当于参考电压。

伺服电机控制示意图

伺服电机用字母M表示，是驱动系统的动力源。运算放大器：以电路名称表示，即LM675，是伺服控制电路中的放大器，为伺服电机提供驱动电流。

速度指令电位器RP1：设定电路中运算放大器的参考电压，即速度设定。放大器增益调节电位器RP2：用于微调放大器的增益和电路中速度反馈信号的大小。当电机负载变化时，反馈到运算放大器反相输入端的电压也会变化，即电压

当电机负载增大时，转速会降低，测速信号发生器的输出电压也会降低，使得运算放大器反相输入端的电压降低，该电压与参考电压的差值增大，运算放大器的输出电压增大。反之，当负载变小，电机转速升高时，测速信号发生器的输出电压升高，加到运算放大器反相输入端的反馈电压升高，该电压与参考电压的差值减小，运算放大器的输出电压降低，从而使电机转速相应降低，从而使转速自动稳定在设定值。

伺服电机优点：1、精度：实现位置、速度、扭矩的闭环控制；克服了步进电机失步的问题；

：2、转速：高速性能好，一般额定转速可达2000-3000转/分；

：3、适应性强：抗过载能力强，可承受三倍额定扭矩的负载，特别适用于负载瞬时波动和快速启动的场合；

：4、稳定：低速运行稳定，低速运行时不会出现类似步进电机的步进运行。适用于有高速响应要求的场合；

：5、时效性：电机加减速动态响应时间短，一般在几十毫秒以内；

：6、舒适度：热量和噪音显着降低。

伺服电机的选型步骤各类伺服电机的规格书中都有额定扭矩、最大扭矩、伺服电机惯量等参数。各参数与负载扭矩、负载惯量之间必然存在相关性。所选伺服电机的输出扭矩应满足负载机构运动条件的要求，如加速速度、机构重量等；机构的运动方式（水平、垂直旋转）等。运动条件与伺服电机的输出功率没有直接关系，但一般伺服电机的输出功率越高，相对输出扭矩越大。

因此，不仅机构的重量会影响伺服电机的选型，而且运动条件也会改变伺服电机的选型。惯量越大，需要的加减速扭矩越大，加减速时间越短，也需要伺服电机输出扭矩越大。选择伺服电机规格时，请按以下步骤进行。

(1)明确负载机构运动条件的要求，即加减速速度、运动速度、机构重量、机构运动方式等。

(2)根据工况要求，选择合适的负载惯量计算公式，计算机构的负载惯量。

(3) 根据负载惯量和伺服电机惯量选择合适规格的伺服电机。

(4) 结合主伺服电机惯量和负载惯量计算加速扭矩和减速扭矩。

(5) 根据负载重量、配置方式、摩擦系数、运行效率计算负载扭矩。

(6) 主伺服电机最大输出扭矩必须大于加速扭矩+负载扭矩；如果不满足条件，则必须选择其他模型进行计算验证，直至满足要求。

(7) 根据负载扭矩、加速扭矩、减速扭矩和保持扭矩计算连续瞬时扭矩。

(8) 主伺服电机的额定扭矩必须大于连续瞬时扭矩。例如，如果不满足条件，则必须选择其他模型进行计算和验证，直到满足要求。

(9)完成选择。

伺服电机选型最简单的计算方法选择伺服电机时，首先要考虑的是功率的选择。一般来说，应注意以下两点：

：1、如果电机功率选得太小。会出现“小马拉大车”现象，使电机长期超载，导致其绝缘因发热而损坏，甚至烧毁电机。

：2、如果电机功率太大。会出现“大马小车”的现象，输出的机械动力无法充分利用，功率因数和效率不高，这不仅对用户和电网不利。而且还会造成电能的浪费。

也就是说电机的功率既不能太大也不能太小。为了正确选择电机的功率，必须进行以下计算或比较：

P=：F*V/100

（其中P为计算功率，单位为KW，F为所需拉力，单位为N，V为工作机线速度m/s）

还。最常用的方法是用类比法来选择电机的功率。所谓类比法，就是与同类生产机械所用电机的功率进行比较。

具体方法是：了解本单位或附近其他单位同类生产机械使用多少功率电机，然后选择功率相近的电机进行试运行。试运行的目的是验证所选电机是否与生产机械相匹配。

验证方法是：使电机带动生产机械运转，用钳形电流表测量电机的工作电流，将测得的电流与电机铭牌上标注的额定电流进行比较。

如果电机的实际工作电流与铭牌上标注的额定电流相差不大，则说明所选电机的功率合适。

如果电机的实际工作电流比铭牌上标注的额定电流低70%左右。说明电机功率过大，应更换功率较小的电机。

如果测得电机的工作电流比铭牌上标注的额定电流大40%以上。说明电机功率选择太小，应更换功率较大的电机。

实际上应该考虑扭矩（扭矩）、电机功率和扭矩计算公式。

即T=9550P/n

在公式：

P——功率，kW； n——电机额定转速，r/min； T——扭矩，牛米。

电机的输出扭矩必须大于工作机械所需的扭矩，一般要求有安全系数。

机械功率公式：P=T*N/97500

P：功率单位W； T：扭矩，单位克/厘米； N：转速，单位r/min。

伺服电机选型注意事项：1、有些系统，如传动装置、起重装置等，要求伺服电机尽快停止，但伺服在出现故障、急停、断电时不具备再生制动功能，无法使电机减速。同时系统的机械惯量也比较大。此时应根据负载的重量和电机的工作转速来选择动态制动器。

：2、有些系统需要保持机械装置的静态位置，电机需要提供较大的输出扭矩，且停止时间较长。如果使用伺服的自锁功能，往往会导致电机过热或放大器过载。在这种情况下，应选择带电磁制动器的电机。

：3、有些伺服驱动器内置再生制动单元，但当再生制动频繁时，可能会导致直流母线电压过高，需要使用再生制动电阻。再生制动电阻是否需要重新配置以及多大，可以参考相应型录的说明进行配置。

：4、如果选用带电磁制动器的伺服电机，电机的转动惯量会增大，计算扭矩时应考虑到这一点。

以上知识分享希望能够帮助到大家！