BECKHOFF倍福伺服電機選型計算，你掌握了嗎？

BECKHOFF倍福伺服電機選型計算，你掌握了嗎？

BECKHOFF倍福伺服電機機定子的構造基本上與(yu) 電容分相式單相異步電動機相似.其定子上裝有兩(liang) 個(ge) 位置互差90°的繞組，一個(ge) 是勵磁繞組Rf，它始終接在交流電壓Uf上；另一個(ge) 是控製繞組L，聯接控製信號電壓Uc。所以交流伺服電動機又稱兩(liang) 個(ge) 伺服電動機。

BECKHOFF倍福伺服電機的轉子通常做成鼠籠式，但為(wei) 了使伺服電動機具有較寬的調速範圍、線性的機械特性，無“自轉"現象和快速響應的性能，它與(yu) 普通電動機相比，應具有轉子電阻大和轉動慣量小這兩(liang) 個(ge) 特點。應用較多的轉子結構有兩(liang) 種形式：一種是采用高電阻率的導電材料做成的高電阻率導條的鼠籠轉子，為(wei) 了減小轉子的轉動慣量，轉子做得細長；另一種是采用鋁合金製成的空心杯形轉子，杯壁很薄，僅(jin) 0.2-0.3mm，為(wei) 了減小磁路的磁阻，要在空心杯形轉子內(nei) 放置固定的內(nei) 定子.空心杯形轉子的轉動慣量很小，反應迅速，而且運轉平穩，因此被廣泛采用。

BECKHOFF倍福伺服電機交流伺服電動機在沒有控製電壓時，定子內(nei) 隻有勵磁繞組產(chan) 生的脈動磁場，轉子靜止不動。當有控製電壓時，定子內(nei) 便產(chan) 生一個(ge) 旋轉磁場，轉子沿旋轉磁場的方向旋轉，在負載恒定的情況下，電動機的轉速隨控製電壓的大小而變化，當控製電壓的相位相反時，伺服電動機將反轉。

BECKHOFF倍福伺服電機和交流可變速驅動技術的發展，永磁交流伺服驅動技術有了突出的發展，各國著名電氣廠商相繼推出各自的交流伺服電動機和伺服驅動器係列產(chan) 品並不斷完善和更新。交流伺服係統已成為(wei) 當代高性能伺服係統的主要發展方向，使原來的直流伺服麵臨(lin) 被淘汰的危機。90年代以後，世界各國已經商品化了的交流伺服係統是采用全數字控製的正弦波電動機伺服驅動。交流伺服驅動裝置在傳(chuan) 動領域的發展日新月異。

永磁交流伺服電動機同直流伺服電動機比較，主要優(you) 點有：

⑴無電刷和換向器，因此工作可靠，對維護和保養(yang) 要求低。

⑵定子繞組散熱比較方便。

⑶慣量小，易於(yu) 提高係統的快速性。

⑷適應於(yu) 高速大力矩工作狀態。

⑸同功率下有較小的體(ti) 積和重量。

伺服電動機與(yu) 單相異步電動機比較

交流伺服電動機的工作原理與(yu) 分相式單相異步電動機雖然相似，但前者的轉子電阻比後者大得多，所以伺服電動機與(yu) 單機異步電動機相比，有三個(ge) 顯著特點：

1、起動轉矩大

由於(yu) 轉子電阻大，與(yu) 普通異步電動機的轉矩特性曲線相比，有明顯的區別。它可使臨(lin) 界轉差率S0>1，這樣不僅(jin) 使轉矩特性（機械特性）更接近於(yu) 線性，而且具有較大的起動轉矩。因此，當定子一有控製電壓，轉子立即轉動，即具有起動快、靈敏度高的特點。

2、運行範圍較廣

3、無自轉現象

正常運轉的伺服電動機，隻要失去控製電壓，電機立即停止運轉。當伺服電動機失去控製電壓後，它處於(yu) 單相運行狀態，由於(yu) 轉子電阻大，定子中兩(liang) 個(ge) 相反方向旋轉的旋轉磁場與(yu) 轉子作用所產(chan) 生的兩(liang) 個(ge) 轉矩特性（T1－S1、T2－S2曲線）以及合成轉矩特性（T－S曲線）

交流伺服電動機的輸出功率一般是0.1-100W。當電源頻率為(wei) 50Hz，電壓有36V、110V、220、380V；當電源頻率為(wei) 400Hz，電壓有20V、26V、36V、115V等多種。

交流伺服電動機運行平穩、噪音小。但控製特性是非線性，並且由於(yu) 轉子電阻大，損耗大，效率低，因此與(yu) 同容量直流伺服電動機相比，體(ti) 積大、重量重，所以隻適用於(yu) 0.5-100W的小功率控製係統。

1、初始化參數

在接線之前，先初始化參數。 [2]

在控製卡上：選好控製方式；將PID參數清零；讓控製卡上電時默認使能信號關(guan) 閉；將此狀態保存，確保控製卡再次上電時即為(wei) 此狀態。

在伺服電機上：設置控製方式；設置使能由外部控製；編碼器信號輸出的齒輪比；設置控製信號與(yu) 電機轉速的比例關(guan) 係。一般來說，建議使伺服工作中的最大設計轉速對應9V的控製電壓。比如，山洋是設置1V電壓對應的轉速，出廠值為(wei) 500，如果你隻準備讓電機在1000轉以下工作，那麽(me) ，將這個(ge) 參數設置為(wei) 111。

2、接線

將控製卡斷電，連接控製卡與(yu) 伺服之間的信號線。以下的線是必須要接的：控製卡的模擬量輸出線、使能信號線、伺服輸出的編碼器信號線。複查接線沒有錯誤後，電機和控製卡（以及PC）上電。此時電機應該不動，而且可以用外力輕鬆轉動，如果不是這樣，檢查使能信號的設置與(yu) 接線。用外力轉動電機，檢查控製卡是否可以正確檢測到電機位置的變化，否則檢查編碼器信號的接線和設置

3、試方向

對於(yu) 一個(ge) 閉環控製係統，如果反饋信號的方向不正確，後果肯定是災難性的。通過控製卡打開伺服的使能信號。這時伺服應該以一個(ge) 較低的速度轉動，這就是傳(chuan) 說中的“零漂"。一般控製卡上都會(hui) 有抑製零漂的指令或參數。使用這個(ge) 指令或參數，看電機的轉速和方向是否可以通過這個(ge) 指令（參數）控製。如果不能控製，檢查模擬量接線及控製方式的參數設置。確認給出正數，電機正轉，編碼器計數增加；給出負數，電機反轉轉，編碼器計數減小。如果電機帶有負載，行程有限，不要采用這種方式。測試不要給過大的電壓，建議在1V以下。如果方向不一致，可以修改控製卡或電機上的參數，使其一致。

4、抑製零漂

在閉環控製過程中，零漂的存在會(hui) 對控製效果有一定的影響，最好將其抑製住。使用控製卡或伺服上抑製零飄的參數，仔細調整，使電機的轉速趨近於(yu) 零。由於(yu) 零漂本身也有一定的隨機性，所以，不必要求電機轉速絕對為(wei) 零。

5、建立閉環控製

再次通過控製卡將伺服使能信號放開，在控製卡上輸入一個(ge) 較小的比例增益，至於(yu) 多大算較小，這隻能憑感覺了，如果實在不放心，就輸入控製卡能允許的最小值。將控製卡和伺服的使能信號打開。這時，電機應該已經能夠按照運動指令大致做出動作了。

6、調整閉環參數

細調控製參數，確保電機按照控製卡的指令運動，這是必須要做的工作，而這部分工作，更多的是經驗，這裏隻能從(cong) 略了。

伺服電機與(yu) 步進電機的性能比較

步進電機作為(wei) 一種開環控製的係統，和現代數字控製技術有著本質的聯係。在國內(nei) 的數字控製係統中，步進電機的應用十分廣泛。隨著全數字式交流伺服係統的出現，交流伺服電機也越來越多地應用於(yu) 數字控製係統中。為(wei) 了適應數字控製的發展趨勢，運動控製係統中大多采用步進電機或全數字式交流伺服電機作為(wei) 執行電動機。雖然兩(liang) 者在控製方式上相似（脈衝(chong) 串和方向信號），但在使用性能和應用場合上存在著較大的差異。現就二者的使用性能作一比較。

一、控製精度不同

兩(liang) 相混合式步進電機步距角一般為(wei) 1.8°、0.9°，五相混合式步進電機步距角一般為(wei) 0.72 °、0.36°。也有一些高性能的步進電機通過細分後步距角更小。如三洋公司（SANYO DENKI）生產(chan) 的二相混合式步進電機其步距角可通過撥碼開關(guan) 設置為(wei) 1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°，兼容了兩(liang) 相和五相混合式步進電機的步距角。

一、確定目標運動參數

伺服電機選型的第一步是明確目標運動參數。這包括運動的速度、加速度、減速度、最大負載和運動形式等。根據這些參數，我們(men) 可以選擇合適的伺服電機，以實現係統的最佳性能。

二、最大負載的計算

在確定目標運動參數後，需要計算最大負載。最大負載是指電機需要提供的最大力矩，它通常是由最大負載和最大加速度產(chan) 生的轉動慣量所決(jue) 定的。

三、慣量和摩擦力的計算

電機的轉動慣量取決(jue) 於(yu) 運動部件的質量、半徑和形狀等因素。為(wei) 了選取適當的電機，我們(men) 需要計算出過載之後每個(ge) 軸的最大慣量和摩擦力。

四、電機的額定扭矩計算

一旦我們(men) 知道了慣量和摩擦力，就可以計算出電機所需的額定扭矩。這個(ge) 數字將告訴我們(men) 我們(men) 所需的電機是否具有需要的輸出能力。

五、功率和速度的計算

伺服電機的功率和速度是決(jue) 定其性能的關(guan) 鍵因素。通常，功率和速度是相互關(guan) 聯的。我們(men) 需要計算每個(ge) 軸的最大功率和最大速度，以便確定是否需要更大的電機或其他設備。

六、綜合計算

最後，需要將所有的計算結果綜合起來，以確定所需的伺服電機大小和型號。還需要考慮其他因素，如可靠性、壽命和優(you) 化模式。

【結論】

伺服電機選型是一個(ge) 複雜的過程，需要多種因素的計算和綜合。通過正確的選型計算，可以確保係統的性能和效率，從(cong) 而滿足用戶的需求。