深圳中菱科技有限公司

       伺服电机:伺服主要靠脉冲来定位，伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移;可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。

       伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。

       闭环半闭环:格兰达的设备用伺服电机都是半闭环，只是编码器发出多少个脉冲，无法进行反馈值和目标值的比较;如是闭环则使用光栅尺进行反馈。 开环步进电机:则没有记忆发出多少个脉冲。伺服:速度控制、位置控制、力矩控制

       增量式伺服电机:是没有记忆功能，下次开始是从零开始;

伺服电机:具有记忆功能，下次开始是从上次停止位置开始。

伺服电机额定速度3000rpm，速度5000 rpm; 加速度一般设0.05 ~~ 0.5s

计算内容:

1.负载(有效)转矩T

2.负载惯量J/伺服电机惯量J

3.加、减速期间伺服电机要求的转矩

伺服电机:编码器分辨率2500puls/圈;则控制器发出2500个脉冲，电机转一圈。

1.确定机构部。 另确定各种机构零件(丝杠的长度、导程和带轮直径等)细节。 典型机构:滚珠丝杠机构、皮带传动机构、齿轮齿条机构等

2.确定运转模式。 (加减速时间、匀速时间、停止时间、循环时间、移动距离)

运转模式对电机的容量选择影响很大，加减速时间、停止时间尽量取大，就可以选择小容量电机 3.计算负载惯量J和惯量比(xkg.)。 根据结构形式计算惯量比。 负载惯量J/伺服电机惯量J

计算负载惯量后预选电机，计算惯量比 4.计算转速N【r/min】。 根据移动距离、加速时间ta、减速时间td、匀速时间tb计算电机转速。

计算速度Vmax x ta x Vmax + tb x Vmax + x td x Vmax = 移动距离 则得Vmax=0.334m/s(假设)

则转速:要转换成N【r/min】，

1)丝杆转1圈的导程为Ph=0.02m(假设) 转速Vmax=0.334m/s(假设 N = Vmax/Ph = 0.334/0.02=16.7(r/s)

= 16.7 x 60 = 1002(r/min)

= 7.08 x 60 = 428.8 (r/min)

确认转矩:加减速时转矩

1.转矩[N.m]:1)峰值转矩:运转过程中(主要是加减速)电机所需要的转矩;为电机转矩的80%以下。

2)移动转矩、停止时的保持转矩:电机长时间运行所需转矩;为电机额定转矩的80%以下。 3)有效转矩:运转、停止全过程所需转矩的平方平均值的单位时间数值;为电机额定转矩的80%以下。

Ta:加速转矩 ta:加速时间 Tf:移动转矩 tb:匀速时间 Td:减速转矩 td:减速时间 tc:循环时间

2.转速:运转时电机的转速:大致为额定转速以下;(需要注意转矩和温度的上升)

3.惯量:保持某种状态所需要的力

步进电机:是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

一、步进电机的速度600~~~1200rpm 加速度一般设0.1s~~~1s

1.确定驱动机械结构 2.确定运动曲线 3.计算负荷转矩 4.计算负荷惯量 5.计算启动转矩 6.计算必须转矩 7.电机选型 8.选型电机验算 9.选型完成

选定电机:

二、负载惯量J/伺服电机惯量J负载转矩T

三、在脉冲速度f0时，离开转矩(是不是必须转矩)>负载转矩T 步进选型计算见(KINCO 步进选型中12页的例题)

伺服选型计算见(松下伺服选型计算伺服电机选型方法) 1千克·米(kg·m)=9.8牛顿·米(N·m)。 脉冲当量(即运动精度)&=(0.05为重复定位精度) 200为两相步进电机的脉冲数 m为细分数 200=360/1.8 i减速比1/x C电机转一圈的周长

无减速比电机转一圈丝杠走一个导程电机转速(r/s) V= P为脉冲频率

例: 已知齿轮减速器的传动比为1/16，步进电机步距角为1.5°，细分数为4细分，滚珠丝杠的基本导程为4mm。问:脉冲当量是多少?

脉冲当量是每一个脉冲滚珠丝杠移动的距离

滚珠丝杠导程为4mm，滚珠丝杠每转360°滚珠丝杠移动一个导程也就是4mm 那么每一度移动(4/360)mm

电机4细分，步距角为1.5°，则每一个脉冲，步进电动机转1.5/4 那么一个脉冲，通过减速比，则丝杠转动(1.5/4)*(1/16)度 那么每个脉冲滚珠丝杠移动距离(及脉冲当量)&: &=(1.5/4)*(1/16)*(4/360)=0.0003mm或者&=

例: 必要脉冲数和驱动脉冲数速度计算的示例

下面给出的是一个3相步进电机必要脉冲数和驱动脉冲速度的计算示例。这是一个实际应用例子，可以更好的理解电机选型的计算方法。

1.1 驱动滚轴丝杆

如下图，2相步进电机(1.8°/步)驱动物体运动1秒钟，则必要脉冲数和驱动脉冲速度的计算方法如下:

必要脉冲数=100 10×360° 1.8°×细分数m= [脉冲]

举例:精度要求0.01mm的雕刻机，导程5mm，步进电机驱动器一般用多少细分好呢?

如果确认是“精度”而不是“分辨率”的话，要考虑误差问题。

1)、你选择丝杠本身精度要高于0.01mm,

2)、其次电机细分只表示了分辨率，并不等同于电机精度。

假设你丝杠精度0.005mm，那么剩给电机的允许误差也就只有0.005mm了(暂不考虑其他误差因素) 0.005//5*360=0.36，表示你的电机精度要高于0.36度，所以你要选择精度高于0.36度的电机。 二，至于细分，就简单了。

0.01/5*360=0.72;表示步进角0.72度时可达到0.01mm的分辨率 360/0.72=500;表示0.01mm分辨率时，电机一圈500步即可。

在实际使用时，你要尽可能选择细分高些，一方面提高运动平稳性，一方面也提供更高的步进分辨率。伺服电机的选择步进电机的选择。