三菱交流伺服電機(jī)的選擇楊世方
基本理論
對伺服驅(qū)動來講,應(yīng)當(dāng)首先考慮的是:
1,最大速度或最大轉(zhuǎn)矩下所需的功率
2,啟動、停止過渡過程中所通的功率
而對伺服電機(jī)來講,由于其使用目的主要還在于后者,即主要是根據(jù)負(fù)
載加減速時(shí)所需要的動力(功率)來決定馬達(dá)大小,因此主要依據(jù)是:
(1)負(fù)載的慣性大小
(2)合理選取傳動比
電機(jī)選取則主要依據(jù)功率速率(比功率)
下面看一個選取例:
三菱交流伺服電機(jī)的選擇
TLJ
符號說明:
TM:電動機(jī)軸上所需的電機(jī)扭矩[N-m]
JM:電動機(jī)軸上的電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量[kg-m2](=GD2/4)
R:傳動比R〉1減速
R=1等速
R<1增速
η:傳動效率≤1
TL:負(fù)載軸扭矩[N-m]
JL:負(fù)載軸上的負(fù)載的轉(zhuǎn)動慣量[kg-m2]千克米2
α
:負(fù)載軸角加速度
L
α
:經(jīng)過傳動比為R的傳動,為使負(fù)載軸得到角加速度αLM
在電機(jī)軸上的角加速度αM
α
=RαL
M
起動時(shí)所需電機(jī)轉(zhuǎn)矩TM為下列幾相之和
(1)用于電機(jī)本身加速的加速轉(zhuǎn)矩T1[N-m]
(2)使負(fù)荷加速的轉(zhuǎn)矩T2[N-m]
(3)為使負(fù)載軸(經(jīng)過傳動裝置)得到轉(zhuǎn)矩TL所需要的轉(zhuǎn)矩T3[N-m]T2和T3不同,T3是正常運(yùn)行時(shí)所需轉(zhuǎn)矩
則:
T1=JM·αM=JM·R·αL
根據(jù),η·R·T2=JL·αL(牛頓定律)
負(fù)載加速轉(zhuǎn)矩:
T2=(JL·αL)/η·R
正常運(yùn)行時(shí)電機(jī)提供轉(zhuǎn)矩:
T3=TL/η·R
電機(jī)起動轉(zhuǎn)矩TM≥T1+T2+T3≥JM·R·αL+{(JL·αL)+TL/η·R}---------(1)對上式右側(cè)求R的偏微分,并使其等于零,即可求得(1)式右變最小值時(shí)的R0
?TM/?R=0
R0=(JL·αL+TL)/JM·αL·η------------------(2)R0稱為最佳傳動比,就是能使TM最小的傳動比,選取這個傳動比,電機(jī)所需的起動矩扭最小。
若將R0值(2)代如(1)式,求得起動扭矩T3:
TM≥2{JM·αL(JL·αL+TL)}/η--------------------(3)啟動后電機(jī)就以一定的速度運(yùn)行,此時(shí)所需轉(zhuǎn)矩
T0=TL/R0·η-------------------------------------(4)在反復(fù)進(jìn)行起動、運(yùn)行、停止、操作時(shí)電動機(jī)必須這樣來選擇,使電機(jī)連續(xù)輸出轉(zhuǎn)矩大于各階段所需轉(zhuǎn)矩的均方根值。