伺服电机、步进电机、丝杠、导轨的计算选择_滚珠丝杠及步进电机选型计算资源-CSDN文库

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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：格兰达的设备用伺服电机都是半闭环，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（x

10

−4

kg.

m

2

）。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（x

10

−4

kg.

m

2

）

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

1

2

x ta x Vmax + tb x Vmax +

1

2

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)

5.计算转矩 T【N . m】。根据负载惯量、加减速时间、匀速时间计算电机转矩。

计算移动转矩、加速转矩、减速转矩

确认最大转矩：加减速时转矩最大 < 电机最大转矩

确认有效转矩：有效（负载）转矩

Trms

< 电机额定转矩

6.选择电机。选择能满足 3~5 项条件的电机。

1.转矩[N.m]：1）峰值转矩：运转过程中（主要是加减速）电机所需要的最大转矩；为电机最大转矩的

80%以下。

2）移动转矩、停止时的保持转矩：电机长时间运行所需转矩；为电机额定转矩的 80%以下。

3）有效转矩：运转、停止全过程所需转矩的平方平均值的单位时间数值；为电机额定转矩的

80%以下。

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cidofzion5

2019-09-12

很有用的资料，感谢分享

zhouyawen1988

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