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有所接觸。
近年來，隨著國家對制造裝備及其技術(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，其市場需求將穩(wěn)步增長。目前，中國從制造業(yè)大國正向制造業(yè)強(qiáng)國發(fā)展，近5年內(nèi)智能伺服電機(jī)及智能伺服驅(qū)動器的應(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。
- 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】
電動機(jī)的功率，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械所需要的功率來選擇，盡量使電動機(jī)在額定負(fù)載下運(yùn)行。選擇時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：
如果電動機(jī)功率選得過?。蜁霈F(xiàn)“小馬拉大車”現(xiàn)象，造成電動機(jī)長期過載．使其絕緣因發(fā)熱而損壞．甚至電動機(jī)被燒毀。 - 如果電動機(jī)功率選得過大．就會出現(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，不但對用戶和電網(wǎng)不利。而且還會造成電能浪費(fèi)。
要正確選擇電動機(jī)的功率，必須經(jīng)過以下計(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)
對于恒定負(fù)載連續(xù)工作方式，可按下式計(jì)算所需電動機(jī)的功率：
P1(kw)：P=P/n1n2
式中 n1為生產(chǎn)機(jī)械的效率；n2為電動機(jī)的效率，即傳動效率。
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選擇電動機(jī)的功率。所謂類比法。就是與類似生產(chǎn)機(jī)械所用電動機(jī)的功率進(jìn)行對比。
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機(jī)，然后選用相近功率的電動機(jī)進(jìn)行試車。試車的目的是驗(yàn)證所選電動機(jī)與生產(chǎn)機(jī)械是否匹配。
驗(yàn)證的方法是：使電動機(jī)帶動生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)，用鉗形電流表測量電動機(jī)的工作電流，將測得的電流與該電動機(jī)銘牌上標(biāo)出的額定電流進(jìn)行對比。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．則表明所選電動機(jī)的功率合適。如果電動機(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．則表明電動機(jī)的功率選得過大，應(yīng)調(diào)換功率較小的電動機(jī)。如果測得的電動機(jī)工作電流比銘牌上標(biāo)出的額定電流大40％以上．則表明電動機(jī)的功率選得過小，應(yīng)調(diào)換功率較大的電動機(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)
首先對伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行分析，明確其應(yīng)用場合和目的、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)過評價(jià)、對比，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；傳感器及其檢測裝置選擇；機(jī)械傳動及執(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)出來后，盡管各具體結(jié)構(gòu)參數(shù)還沒有確定，也應(yīng)先根據(jù)基本結(jié)構(gòu)形式對其基本性能進(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)，并對傳遞函數(shù)及方框圖進(jìn)行化簡（一般應(yīng)簡化成二階以下系統(tǒng)），然后在此基礎(chǔ)上對系統(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)載及精度要求來具體確定執(zhí)行元件及傳感器的參數(shù)和型號。
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)要防止會產(chǎn)生“爬行”現(xiàn)象。
五、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
控制系統(tǒng)沒計(jì)包括信號處理及放大電路、校正裝置、伺服電動機(jī)驅(qū)動電路等的詳細(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，才可進(jìn)行性能復(fù)查。經(jīng)過復(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，還需通過測試實(shí)驗(yàn)來確定。測試實(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。通過測試實(shí)驗(yàn)，往往還會發(fā)現(xiàn)一些問題，必須采取措施加以解決。
八、系統(tǒng)設(shè)計(jì)定案
經(jīng)過上述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，然后整理設(shè)計(jì)圖樣及設(shè)計(jì)計(jì)算說明書等技術(shù)文件，準(zhǔn)備投入正式生產(chǎn)
