三菱交流伺服电机的选择杨世方
基本理论对伺服驱动来讲,应当首先考虑的是:1,最大速度或最大转矩下所需的功率2,启动、停止过渡过程中所通的功率
而对伺服电机来讲,由于其使用目的主要还在于后者,即主要是根据负载加减速时所需要的动力(功率)来决定马达大小,因此主要依据是:(1)负载的惯性大小(2)合理选取传动比电机选取则主要依据功率速率(比功率)下面看一个选取例:
M
η
αM
αL
JLTL
JMTM
符号说明:
TM:电动机轴上所需的电机扭矩
Nm
JM电动机轴上的电机转动惯量kgm2GD24
R:传动比
R〉1减速
R1等速
R1增速
η:传动效率≤1
TL:负载轴扭矩
Nm
JL:负载轴上的负载的转动惯量kgm2千克米2
αL:负载轴角加速度αM:经过传动比为R的传动,为使负载轴得到角加速度αL
在电机轴上的角加速度αM
fαMRαL
起动时所需电机转矩TM为下列几相之和
(1)用于电机本身加速的加速转矩
T1Nm
(2)使负荷加速的转矩
T2Nm
(3)为使负载轴(经过传动装置)得到转矩TL所需要的转矩T3
T2和T3不同,T3是正常运行时所需转矩
则:
Nm
ααT1JMMJMRL
根据,ηRT2JLαL(牛顿定律)
负载加速转矩:
T2(JLαL)ηR
正常运行时电机提供转矩:
T3TLηR
ααη电机起动转矩TM≥T1T2T3≥JMRL(JLL)TLR1
对上式右侧求R的偏微分,并使其等于零,即可求得(1)式右变最小值时的R0
TMR0
R0
ααηJLLTLJML
(2)
R0称为最佳传动比,就是能使TM最小的传动比,选取这个传动比,电机所需的起动矩扭最小。
若将R0值(2)代如(1)式,求得起动扭矩T3
TM≥2
ααJMLJLLTLη(3)
启动后电机就以一定的速度运行,此时所需转矩
T0TLR0η(4)
在反复进行起动、运行、停止、操作时电动机必须这样来选择,使电机连续输出转矩大于
各阶段所需转矩的均方根值。
f社电机起动停止时间相同(参考下图)电机的转据均方根值为TRMS
则:
TRMS2Ta2taT02tbt
WL
tc
tatb
TaT0Ta
(5)时间
对式(5)平方,再除以JM(注意,这一步很有意义,并注意它的量纲)
TM2JM≥TRMS2JM1JMt2Ta2taT02tb(6)再将(3)、(4)式代入(6)式可得:
ηααααTRMS2JM1t
8L(JLLTL)ta(TL2L)(JLLTL)tb
r