SIEMENS金華市西門子中國一級代理-西門子變頻器伺服電機一級總代理

1.應用場景

自動化領域的控制型電機可分為伺服電機、步進電機、變頻電機等。在需要較為jingque的速度或位置控制的部件，會選擇伺服電機驅動。
變頻器+變頻電機的控制方式，是通過改變輸入電機的電源頻率而改變電機轉速的控制方法。一般只用于電機的調速控制。
伺服電機與步進電機相比：
a) 伺服電機使用閉環控制，步進電機為開環控制；
b) 伺服電機使用旋轉編碼器計量精度，步進電機使用步距角。普通產品級別上前者的精度可達后者的百倍數量級；
c) 控制方式相似（脈沖或方向信號）。
2.供電電源



伺服電機從供電電源上區分可分為交流伺服電機和直流伺服電機。
二者還是比較好選擇的。一般的自動化設備，甲方都會提供標準的380V工業電源或220V電源，此時選擇對應電源的伺服電機即可，免去電源類型的轉換。但有一些設備，比如立體倉庫中的穿梭板、AGV小車等，由于本身的移動性質，大部分使用自帶直流電源，所以一般使用直流伺服電機。
3.抱閘



根據動作機構的設計，考慮在停電狀態下或靜止狀態下，是否會造成對電機的反轉趨勢。如果有反轉趨勢，就需要選擇帶抱閘的伺服電機。
4.選型計算



選型計算前，首先要確定的是機構末端的位置和速度要求，再者確定傳動機構。此時即可選擇伺服系統和對應的減速器。
選型過程中，主要考慮以下參數：



4.1 功率和速度
根據結構形式和Zui終負載的速度和加速度要求，計算電機所需功率和速度。值得注意的是，通常情況下需要結合所選電機的速度選取減速機的減速比。
在實際選型過程中，比如負載為水平運動，因為各個傳動機構的摩擦系數和風載系數的不確定性，公式P=T*N/9549往往無法明確計算（無法jingque計算扭矩的大小）。而在實踐過程中，也發現使用伺服電機所需功率Zui大處往往是加減速階段。所以，通過T=F*R=m*a*R可定量計算所需電機的功率大小和減速機的減速比（m：負載質量；a：負載加速度；R：負載旋轉半徑）。
有以下幾點需要注意：

a) 電機的功率富余系數；b) 考慮機構的傳動效率；c) 減速機的輸入和輸出扭矩是否達標，并有一定的安全系數；d) 后期是否會有加大速度的可能性。
值得一提的是，在傳統行業中，例如起重機等行業，使用普通的感應電機驅動，加速度無明確要求，計算過程使用的是經驗公式。
注：負載垂直運行的情況下，注意把重力加速度計算在內。



4.2 慣量匹配
要實現對負載的高精度控制，需要考慮電機與系統的慣量是否匹配。
對于為什么需要慣量匹配的問題，網上并沒有給出一統江湖的說法。個人理解有限，在這里就不解釋了。有興趣的朋友可以自行考證一下并告知一聲。慣量匹配的原則為：考慮系統慣量折合到電機軸上，與電機的慣量比不大于10（西門子）；比值越小，控制穩定性越好，但需要更大的電機，性價比更低。具體的計算方法如有不明白的請自行補學大學"理論力學"。



4.3 精度要求
計算經過減速機和傳動機構的變化后，電機的控制精度是否能夠滿足負載的要求。減速器或某些傳動機構有一定的回程間隙，都需要考慮。



4.4 控制匹配
這個方面主要是與電氣設計人員溝通確認，比如伺服控制器的通訊方式是否與PLC匹配，編碼器類型及是否需要引出數據等。
5.品牌



目前市場上伺服電機品牌眾多，性能也是千差萬別。大體來說，如果不差錢，就選用歐美的，稍微差點錢，選日本的，再次臺灣和大陸產的。不是作者崇洋媚外，是實際使用得來的教訓。根據過往經驗，國產的伺服電機本體基本性能上沒什么問題，主要伺服控制器的控制算法、集成度和和穩定性方面有一定的差距。希望國內廠商繼續努力，縮小與國外產品的差距。
如果讀者有使用效果較好的國產品牌，請推薦給大家，畢竟，國貨當自強也需要我輩的支持。
值得一提的是，做自動化的設計，要學會借外力。特別是做非標自動化，面臨太多設備的選型和計算，往往不堪重負，加班累成狗是常態。現在伺服電機廠商都會提供技術支持，只要你提供給他負載、速度、加速度等參數要求，他們有一套自己的軟件自動幫助你計算并選擇合適的伺服電機，非常的方便。