伺服电机与普通电机驱动选型指南
导语:
本文旨在为设备制造商相关人员,如项目经理、机械设计工程师、电气工程师和软件运动控制工程师,提供步进电机和伺服电机(永磁同步交流伺服电机)的应用指导,以及选用方法及周边配套设施的选配经验。
概述:
步进和伺服电机的特点与优缺点
1.1 两种电机在精确定位或调速应用中的介绍
步进、伺服电机会用于精确定位场合,并且都可以用于调速应用。然而,步进电机会因效率低而不适合作为动力源;其转矩存在脉动,不推荐用于转矩控制。相比之下,伺服系统能够进行转矩控制,并且可考虑取代变频驱动作为动力源。
电机选型及应用经验
2.1 电机驱动选型方法
设备制造商在选择时应考虑以下要素:使用环境的防护等级、运行噪音指标以及温升指标;确定机械规格,如负载和刚性参数;确认动作参数,如转速、行程加减速时间周期等;计算负载惯量并选择合适的惯量;计算所需转矩并选择最高能满足要求的转速能力。
2.2 应用经验
确保正确安装连接。
注意驱动器与电子元件之间散热问题。
合理配置驱动器,以确保良好的性能。
正确连接线路,并遵循严格的装配工艺。
设计合理的运动曲线以提高效率。
图一 驱动器控制信号接线图注释:
① 脉冲方向信号端接线原理图;
② 以NPN输出类型为例说明回路概念;
③ 指出若信号不是5V时需使用限流 resistor;
④ 强调对感性负载必须有独立续流二极管保护。
软件规划运动曲线及其说明:
软件工程师需要规划轴上的运动控制曲线,并了解每个操作所需时间行程,以实现高效率、高效果。此外,他们还应该注意上述几点,以确保控件功能正常工作:
① 控制信号高低占空比是否符合说明书要求;
② 控制信号幅度是否超过3.5V/0.5V阈值;
③ 控制信号时序是否满足说明书规定。
加减速度时间建议标准
对于60mm以下步进马达,起跳速度建议设置在1.5r/min以下,当达到20r/min最大运行速度时,加减速度时间应设定30ms至150ms。在86mm以上尺寸端盖马达中,初始速度建议设置为1r/min以下,当达到10r/min最大运行速度时,加减速度时间应设定80ms至200ms。对于400W及以下功率级别伺服马达,起跳速度建议设置为3r/min以下,当达到50r/min最大运行速度时,加减速度时间应设定15ms至200ms。而750W到2000W功率级别伺服务于30r/min最大运行需求,其加减测验应设定40ms至300毫秒。