軸的選擇

1、執(zhí)行電動(dòng)機(jī)選擇的基本依據(jù)2009年11月19日?qǐng)?zhí)行電動(dòng)機(jī)選擇的基本依據(jù)伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)通常從選擇執(zhí)行電動(dòng)機(jī)開始。作為伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件，應(yīng)能方便地實(shí)現(xiàn)連續(xù)地、平滑地、可逆調(diào)速，對(duì)控制信號(hào)反應(yīng)快捷，才能保證整個(gè)系統(tǒng)帶動(dòng)被控對(duì)象按所要求的規(guī)律運(yùn)動(dòng)。伺服系統(tǒng)應(yīng)看作是被控對(duì)象的一個(gè)組成部分，執(zhí)行電動(dòng)機(jī)是伺服系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，同時(shí)又要它驅(qū)動(dòng)被控對(duì)象，因此它是伺服系統(tǒng)與被控對(duì)象相聯(lián)系的一個(gè)關(guān)鍵部件。執(zhí)行電動(dòng)機(jī)必須適應(yīng)被控對(duì)象工作的特點(diǎn)與環(huán)境條件，

2、它的機(jī)械結(jié)構(gòu)尺寸、安裝固定方式，必須與被控對(duì)象緊密配合，以求得總體的合理配置，便于安裝調(diào)整，便于使用維護(hù)。這些都關(guān)系到執(zhí)行電動(dòng)機(jī)的選擇。在伺服系統(tǒng)應(yīng)用的許多場(chǎng)合，要想改換別種類型的執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，常會(huì)遇到機(jī)械結(jié)構(gòu)、體積重量、使用環(huán)境條件、電源配備的種類等方面的限制，使設(shè)計(jì)難以實(shí)現(xiàn)?？捎米魉欧到y(tǒng)執(zhí)行元件的電動(dòng)機(jī)種類很多，從大的類別看：有直流伺服電動(dòng)機(jī)(他激的或承磁的)、直流力矩電動(dòng)機(jī)、直流無刷電動(dòng)機(jī)、兩相異步電動(dòng)機(jī)、三相異步電動(dòng)機(jī)、滑差電動(dòng)

3、機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)、各種步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等等。由于它們調(diào)速方法不同、所需電源種類不同、驅(qū)動(dòng)它們運(yùn)轉(zhuǎn)的功率放大裝置更是多種多樣，因而它們的機(jī)械特性、調(diào)速特性、過載能力、線路的復(fù)雜程度、驅(qū)動(dòng)功率的大小，以及構(gòu)成系統(tǒng)的總成本，都各不相同，需要認(rèn)真地具體分析比較來確定。選擇執(zhí)行電動(dòng)機(jī)不能只停留在確定電動(dòng)機(jī)的類別及其控制方式上，還必須確定具體型號(hào)與規(guī)格，需要作定量的核算。為此，要根據(jù)被控對(duì)象的運(yùn)動(dòng)形式(旋轉(zhuǎn)或直線運(yùn)動(dòng))，運(yùn)動(dòng)的變化規(guī)律，運(yùn)動(dòng)負(fù)載的性質(zhì)和具體

4、數(shù)量，運(yùn)行工作體制(是長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行或短時(shí)運(yùn)行或間歇式運(yùn)行)，結(jié)合系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)要求，作定量的分析。伺服系統(tǒng)帶動(dòng)被控對(duì)象運(yùn)動(dòng)，常常很難用簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)表達(dá)式來描述，為便于工程設(shè)計(jì)計(jì)算，需作合理的簡(jiǎn)化，首先應(yīng)將被控對(duì)象運(yùn)動(dòng)負(fù)載作必要的典型分解，以轉(zhuǎn)動(dòng)形式為例，常見的典型負(fù)載有以下幾種：1)干摩擦力力矩Te=｜TC｜signΩ式中，Ω表示負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度(rad／s)；sign為符號(hào)函數(shù)。2)慣性轉(zhuǎn)矩Tj=jε式中，j為負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(kgm）

5、ε為負(fù)載角加速度(rad／s)。3)粘性摩擦力矩Tb=CΩ式中，C為粘性摩擦系數(shù)(Nms)。4)重力力矩TG=Gl式中，G表示負(fù)載重量(N)；L負(fù)載重心垂線到轉(zhuǎn)動(dòng)中心的距離(m)。5)彈性力矩TK=KθM式中，K為扭轉(zhuǎn)彈性系數(shù)(Nm／rad)；θm為負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)角度(rad)。6)風(fēng)阻力矩Tt=fΩ式中，f為風(fēng)阻系數(shù)(Nms)盡管伺服系統(tǒng)的負(fù)載特性多種多樣，其中大多數(shù)系統(tǒng)可用Tc和Tj兩種組合表示，有的需三種或多種典型負(fù)載的組合來表示。以上

6、典型負(fù)載與其運(yùn)動(dòng)參數(shù)(角速度或角加速度或角度)有關(guān)，如果被控對(duì)象的運(yùn)動(dòng)有規(guī)律，其角速度Ω(t)、角加速度ε(t)、角度θm(t)能用簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)形式來表述，則定量分析系統(tǒng)負(fù)載的大小很方便。但多數(shù)被控對(duì)象的運(yùn)動(dòng)形態(tài)是隨機(jī)性的，很難用簡(jiǎn)單的確定的格式來描述，工程上采取近似方法，或選取幾個(gè)有代表性的工況作定量分析計(jì)算。如長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)執(zhí)行電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱狀態(tài)，短時(shí)超載或系統(tǒng)極限運(yùn)行時(shí)執(zhí)行電動(dòng)機(jī)的承受能力，根據(jù)對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的要求檢驗(yàn)執(zhí)行電動(dòng)機(jī)的響應(yīng)能力

7、等。顯然，被控對(duì)象的運(yùn)動(dòng)是與執(zhí)行電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)同時(shí)進(jìn)行的。執(zhí)行電動(dòng)機(jī)除了要克服被控對(duì)象所形成的負(fù)載外，還必須克服電動(dòng)機(jī)自身的干摩擦力矩Trc(Nm)和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的慣性轉(zhuǎn)矩Jrεr[式中，Jr(kgm)為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，εr(rad／s)為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角加速度]。當(dāng)執(zhí)例如SZ系列直流伺服電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)，產(chǎn)品手冊(cè)上給出電動(dòng)機(jī)的輸出參數(shù)有額定轉(zhuǎn)矩Tnom額定轉(zhuǎn)速nnom、額定功率Pnom，輸人參數(shù)有電樞額定電壓unom、額定電流，Jnom、

8、激磁電壓Uf和激磁電流if；電樞轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jr，其他參數(shù)需要用以下關(guān)系估算：電樞電阻電樞電感式中，np為電動(dòng)機(jī)磁極對(duì)數(shù)。電勢(shì)常數(shù)轉(zhuǎn)矩常數(shù)在ZK型封閉式直流伺服電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)中，有額定功率Pnom(kW)、額定電壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量電動(dòng)機(jī)自身的摩擦力矩Trc可以用下式估算：在sL系列兩相異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)中，有電動(dòng)機(jī)輸人參數(shù)：頻率，(Hz)、激磁電壓uf(V)、額定控制電壓unom堵轉(zhuǎn)電流，Ib1(A)、每相輸入功率Pφ(w)；電動(dòng)機(jī)輸出參數(shù)

9、有額定輸入電壓Pnom(w)、空載轉(zhuǎn)速no(r／min)、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩Tbe(gcm)；電動(dòng)機(jī)自身參數(shù)有極對(duì)數(shù)P、電動(dòng)機(jī)時(shí)間常數(shù)Tm(s)。兩相異步電動(dòng)機(jī)自身摩擦力矩很小，計(jì)算時(shí)可忽略。其額定轉(zhuǎn)矩Tnom=1／2Tbe98，額定轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量從產(chǎn)品手冊(cè)中所列數(shù)據(jù)可看出：兩相異步電動(dòng)機(jī)的體積不小而輸出功率小，只適于功率很小的場(chǎng)合。但由于控制線路簡(jiǎn)單，構(gòu)成系統(tǒng)的成本低，仍應(yīng)用很廣泛?？晒┧欧到y(tǒng)用作執(zhí)行元件的直流電動(dòng)機(jī)的類數(shù)很多，其控制