伺服電機(jī)的功率如何計(jì)算？伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟及方法,！
今天給大家分享一些關(guān)于伺服電機(jī)的一些干貨,，怎么來(lái)計(jì)算伺服電機(jī)的功率，隨著伺服電機(jī)在各領(lǐng)域的應(yīng)用,，我們難免或多或少都會(huì)有所接觸,。
近年來(lái)，隨著國(guó)家對(duì)制造裝備及其技術(shù)改造工作的重視,，隨著全數(shù)字式交流永磁伺服系統(tǒng)的性能價(jià)格比逐步提高,，交流伺服電機(jī)作為控制電機(jī)類高檔精密部件，其市場(chǎng)需求將穩(wěn)步增長(zhǎng),。目前,，中國(guó)從制造業(yè)大國(guó)正向制造業(yè)強(qiáng)國(guó)發(fā)展，近5年內(nèi)智能伺服電機(jī)及智能伺服驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用前景將十分美好,。告訴大家做伺服控制必然涉及伺服電機(jī)的功率計(jì)算知識(shí),。
- 輸出功率P= 0.1047*N*T
式中N為旋轉(zhuǎn)速度,，T為扭矩。旋轉(zhuǎn)速度基本為3000.轉(zhuǎn),。那么T扭矩如何計(jì)算,？
T扭矩=r*M*9.8 【式中r為軸半徑,，M為物體重量】
電動(dòng)機(jī)的功率，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械所需要的功率來(lái)選擇,，盡量使電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下運(yùn)行,。選擇時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：
如果電動(dòng)機(jī)功率選得過(guò)小．就會(huì)出現(xiàn)“小馬拉大車”現(xiàn)象,，造成電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過(guò)載．使其絕緣因發(fā)熱而損壞．甚至電動(dòng)機(jī)被燒毀,。 - 如果電動(dòng)機(jī)功率選得過(guò)大．就會(huì)出現(xiàn)“大馬拉小車”現(xiàn)象．其輸出機(jī)械功率不能得到充分利用,，功率因數(shù)和效率都不高，不但對(duì)用戶和電網(wǎng)不利,。而且還會(huì)造成電能浪費(fèi)。
要正確選擇電動(dòng)機(jī)的功率,，必須經(jīng)過(guò)以下計(jì)算或比較：
P=F*V /1000 (P=計(jì)算功率 KW,， F=所需拉力 N，工作機(jī)線速度 M/S)
對(duì)于恒定負(fù)載連續(xù)工作方式,，可按下式計(jì)算所需電動(dòng)機(jī)的功率：
P1(kw)：P=P/n1n2
式中 n1為生產(chǎn)機(jī)械的效率；n2為電動(dòng)機(jī)的效率,，即傳動(dòng)效率,。
按上式求出的功率P1,，不一定與產(chǎn)品功率相同。因此．所選電動(dòng)機(jī)的額定功率應(yīng)等于或稍大于計(jì)算所得的功率,。
此外．最常用的是類比法來(lái)選擇電動(dòng)機(jī)的功率,。所謂類比法。就是與類似生產(chǎn)機(jī)械所用電動(dòng)機(jī)的功率進(jìn)行對(duì)比,。
具體做法是：了解本單位或附近其他單位的類似生產(chǎn)機(jī)械使用多大功率的電動(dòng)機(jī),，然后選用相近功率的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行試車。試車的目的是驗(yàn)證所選電動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)機(jī)械是否匹配。
驗(yàn)證的方法是：使電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn),，用鉗形電流表測(cè)量電動(dòng)機(jī)的工作電流,，將測(cè)得的電流與該電動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)出的額定電流進(jìn)行對(duì)比,。如果電功機(jī)的實(shí)際工作電流與銘脾上標(biāo)出的額定電流上下相差不大．則表明所選電動(dòng)機(jī)的功率合適,。如果電動(dòng)機(jī)的實(shí)際工作電流比銘牌上標(biāo)出的額定電流低70％左右．則表明電動(dòng)機(jī)的功率選得過(guò)大,，應(yīng)調(diào)換功率較小的電動(dòng)機(jī)。如果測(cè)得的電動(dòng)機(jī)工作電流比銘牌上標(biāo)出的額定電流大40％以上．則表明電動(dòng)機(jī)的功率選得過(guò)小,，應(yīng)調(diào)換功率較大的電動(dòng)機(jī)。
實(shí)際上應(yīng)該是考慮扭矩（轉(zhuǎn)矩）,，電機(jī)功率和轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式,。
即 T = 9550P/n
式中：
P — 功率，kW,；
n — 電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速,，r/min；
T — 轉(zhuǎn)矩,，Nm,。
電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩一定要大于工作機(jī)械所需要的轉(zhuǎn)矩,，一般需要一個(gè)安全系數(shù)。
機(jī)械功率公式：P=TxN/97500
P:功率單位W
T：轉(zhuǎn)矩,，單位克/㎝
N: 轉(zhuǎn)速,，單位r/min
伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟及方法
一、設(shè)計(jì)要求分析,，系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
首先對(duì)伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行分析,，明確其應(yīng)用場(chǎng)合和目的,、基本性能指標(biāo)及其它性能指標(biāo)，然后根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)條件擬定幾種技術(shù)方案,，經(jīng)過(guò)評(píng)價(jià),、對(duì)比，選定一種比較合理的方案,。
方案設(shè)計(jì)應(yīng)包括下述一些內(nèi)容：控制方式選擇,；執(zhí)行元件選擇,；傳感器及其檢測(cè)裝置選擇,；機(jī)械傳動(dòng)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇等,。方案設(shè)計(jì)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的第一步，各構(gòu)成環(huán)節(jié)的選擇只是初步的,，還要在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段進(jìn)一步修改確定,。
二、系統(tǒng)性能分析
方案設(shè)計(jì)出來(lái)后,，盡管各具體結(jié)構(gòu)參數(shù)還沒(méi)有確定，也應(yīng)先根據(jù)基本結(jié)構(gòu)形式對(duì)其基本性能進(jìn)行初步分析,。
首先畫出系統(tǒng)方框圖,，列出系統(tǒng)近似傳遞函數(shù)，并對(duì)傳遞函數(shù)及方框圖進(jìn)行化簡(jiǎn)（一般應(yīng)簡(jiǎn)化成二階以下系統(tǒng)）,，然后在此基礎(chǔ)上對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性、精度及快速響應(yīng)性進(jìn)行初步分析,，其中最主要的是穩(wěn)定性分析,，如不能滿足設(shè)計(jì)要求，應(yīng)考慮修改方案或增加校正環(huán)節(jié),。
三,、執(zhí)行元件及傳感器的選擇
方案設(shè)計(jì)只是對(duì)執(zhí)行元件及傳感器進(jìn)行了初步選型,，這一步應(yīng)根據(jù)具體速度、負(fù)載及精度要求來(lái)具體確定執(zhí)行元件及傳感器的參數(shù)和型號(hào),。
四,、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)
機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)及參數(shù)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中應(yīng)注意消除各種傳動(dòng)間隙,，盡量提高系統(tǒng)剛度,、減小慣量及摩擦，尤其在設(shè)計(jì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的導(dǎo)軌時(shí)要防止會(huì)產(chǎn)生“爬行”現(xiàn)象,。
五,、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
控制系統(tǒng)沒(méi)計(jì)包括信號(hào)處理及放大電路、校正裝置,、伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路等的詳細(xì)設(shè)計(jì),，如果采用計(jì)算機(jī)數(shù)字控制，還應(yīng)包括接口電路及控制器算法軟件的設(shè)計(jì),?？刂葡到y(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意各環(huán)節(jié)參數(shù)的選擇及與機(jī)械系統(tǒng)參數(shù)的匹配，以使系統(tǒng)具有足夠的穩(wěn)定裕度和快速響應(yīng)性,，并滿足精度要求,。
六、系統(tǒng)性能復(fù)查
所有結(jié)構(gòu)參數(shù)確定之后,，可重新列出系統(tǒng)精確的傳遞函數(shù),，但實(shí)際的伺服系統(tǒng)一般都是高階系統(tǒng)，因而還應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)化簡(jiǎn),，才可進(jìn)行性能復(fù)查,。經(jīng)過(guò)復(fù)查如發(fā)現(xiàn)性能不夠理想，則可調(diào)整控制系統(tǒng)的參數(shù)或修改算法,，甚至重新設(shè)計(jì),，直到滿意為止。
七,、系統(tǒng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)
上述設(shè)計(jì)與分析都還處于理論階段,，實(shí)際系統(tǒng)的性能，還需通過(guò)測(cè)試實(shí)驗(yàn)來(lái)確定,。測(cè)試實(shí)驗(yàn)可在模型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上進(jìn)行,，也可在試制的樣機(jī)上進(jìn)行。通過(guò)測(cè)試實(shí)驗(yàn),，往往還會(huì)發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題,，必須采取措施加以解決。
八、系統(tǒng)設(shè)計(jì)定案
經(jīng)過(guò)上述7個(gè)步驟及其中多次反復(fù)而得到滿意的結(jié)果后,，可以將設(shè)計(jì)方案確定下來(lái),，然后整理設(shè)計(jì)圖樣及設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書等技術(shù)文件，準(zhǔn)備投入正式生產(chǎn)
