軸的選擇

1、執(zhí)行電動機選擇的基本依據(jù)2009年11月19日執(zhí)行電動機選擇的基本依據(jù)伺服系統(tǒng)設計通常從選擇執(zhí)行電動機開始。作為伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件，應能方便地實現(xiàn)連續(xù)地、平滑地、可逆調(diào)速，對控制信號反應快捷，才能保證整個系統(tǒng)帶動被控對象按所要求的規(guī)律運動。伺服系統(tǒng)應看作是被控對象的一個組成部分，執(zhí)行電動機是伺服系統(tǒng)的一個重要組成部分，同時又要它驅(qū)動被控對象，因此它是伺服系統(tǒng)與被控對象相聯(lián)系的一個關(guān)鍵部件。執(zhí)行電動機必須適應被控對象工作的特點與環(huán)境條件，

2、它的機械結(jié)構(gòu)尺寸、安裝固定方式，必須與被控對象緊密配合，以求得總體的合理配置，便于安裝調(diào)整，便于使用維護。這些都關(guān)系到執(zhí)行電動機的選擇。在伺服系統(tǒng)應用的許多場合，要想改換別種類型的執(zhí)行電動機，常會遇到機械結(jié)構(gòu)、體積重量、使用環(huán)境條件、電源配備的種類等方面的限制，使設計難以實現(xiàn)?？捎米魉欧到y(tǒng)執(zhí)行元件的電動機種類很多，從大的類別看：有直流伺服電動機(他激的或承磁的)、直流力矩電動機、直流無刷電動機、兩相異步電動機、三相異步電動機、滑差電動

3、機、同步電動機、各種步進電動機等等。由于它們調(diào)速方法不同、所需電源種類不同、驅(qū)動它們運轉(zhuǎn)的功率放大裝置更是多種多樣，因而它們的機械特性、調(diào)速特性、過載能力、線路的復雜程度、驅(qū)動功率的大小，以及構(gòu)成系統(tǒng)的總成本，都各不相同，需要認真地具體分析比較來確定。選擇執(zhí)行電動機不能只停留在確定電動機的類別及其控制方式上，還必須確定具體型號與規(guī)格，需要作定量的核算。為此，要根據(jù)被控對象的運動形式(旋轉(zhuǎn)或直線運動)，運動的變化規(guī)律，運動負載的性質(zhì)和具體

4、數(shù)量，運行工作體制(是長期連續(xù)運行或短時運行或間歇式運行)，結(jié)合系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標要求，作定量的分析。伺服系統(tǒng)帶動被控對象運動，常常很難用簡單的數(shù)學表達式來描述，為便于工程設計計算，需作合理的簡化，首先應將被控對象運動負載作必要的典型分解，以轉(zhuǎn)動形式為例，常見的典型負載有以下幾種：1)干摩擦力力矩Te=｜TC｜signΩ式中，Ω表示負載轉(zhuǎn)動的角速度(rad／s)；sign為符號函數(shù)。2)慣性轉(zhuǎn)矩Tj=jε式中，j為負載轉(zhuǎn)動慣量(kgm）

5、ε為負載角加速度(rad／s)。3)粘性摩擦力矩Tb=CΩ式中，C為粘性摩擦系數(shù)(Nms)。4)重力力矩TG=Gl式中，G表示負載重量(N)；L負載重心垂線到轉(zhuǎn)動中心的距離(m)。5)彈性力矩TK=KθM式中，K為扭轉(zhuǎn)彈性系數(shù)(Nm／rad)；θm為負載轉(zhuǎn)動角度(rad)。6)風阻力矩Tt=fΩ式中，f為風阻系數(shù)(Nms)盡管伺服系統(tǒng)的負載特性多種多樣，其中大多數(shù)系統(tǒng)可用Tc和Tj兩種組合表示，有的需三種或多種典型負載的組合來表示。以上

6、典型負載與其運動參數(shù)(角速度或角加速度或角度)有關(guān)，如果被控對象的運動有規(guī)律，其角速度Ω(t)、角加速度ε(t)、角度θm(t)能用簡單的數(shù)學形式來表述，則定量分析系統(tǒng)負載的大小很方便。但多數(shù)被控對象的運動形態(tài)是隨機性的，很難用簡單的確定的格式來描述，工程上采取近似方法，或選取幾個有代表性的工況作定量分析計算。如長期運行時執(zhí)行電動機的發(fā)熱狀態(tài)，短時超載或系統(tǒng)極限運行時執(zhí)行電動機的承受能力，根據(jù)對系統(tǒng)動態(tài)性能的要求檢驗執(zhí)行電動機的響應能力

7、等。顯然，被控對象的運動是與執(zhí)行電動機的運動同時進行的。執(zhí)行電動機除了要克服被控對象所形成的負載外，還必須克服電動機自身的干摩擦力矩Trc(Nm)和電動機轉(zhuǎn)子的慣性轉(zhuǎn)矩Jrεr[式中，Jr(kgm)為電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量，εr(rad／s)為電動機轉(zhuǎn)動角加速度]。當執(zhí)例如SZ系列直流伺服電動機的技術(shù)數(shù)據(jù)，產(chǎn)品手冊上給出電動機的輸出參數(shù)有額定轉(zhuǎn)矩Tnom額定轉(zhuǎn)速nnom、額定功率Pnom，輸人參數(shù)有電樞額定電壓unom、額定電流，Jnom、

8、激磁電壓Uf和激磁電流if；電樞轉(zhuǎn)動慣量Jr，其他參數(shù)需要用以下關(guān)系估算：電樞電阻電樞電感式中，np為電動機磁極對數(shù)。電勢常數(shù)轉(zhuǎn)矩常數(shù)在ZK型封閉式直流伺服電動機的技術(shù)數(shù)據(jù)中，有額定功率Pnom(kW)、額定電壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量電動機自身的摩擦力矩Trc可以用下式估算：在sL系列兩相異步電動機的技術(shù)參數(shù)中，有電動機輸人參數(shù)：頻率，(Hz)、激磁電壓uf(V)、額定控制電壓unom堵轉(zhuǎn)電流，Ib1(A)、每相輸入功率Pφ(w)；電動機輸出參數(shù)

9、有額定輸入電壓Pnom(w)、空載轉(zhuǎn)速no(r／min)、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩Tbe(gcm)；電動機自身參數(shù)有極對數(shù)P、電動機時間常數(shù)Tm(s)。兩相異步電動機自身摩擦力矩很小，計算時可忽略。其額定轉(zhuǎn)矩Tnom=1／2Tbe98，額定轉(zhuǎn)速電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量從產(chǎn)品手冊中所列數(shù)據(jù)可看出：兩相異步電動機的體積不小而輸出功率小，只適于功率很小的場合。但由于控制線路簡單，構(gòu)成系統(tǒng)的成本低，仍應用很廣泛?？晒┧欧到y(tǒng)用作執(zhí)行元件的直流電動機的類數(shù)很多，其控制