1、負載/電機慣量比
正確設定慣量比參數是充分發(fā)揮機械及伺服系統 佳效能的前提,此點(diǎn)在要求高速的系統上表現尤為突出,伺服系統參數的調整跟慣量比有很大的關(guān)系,若負載電機慣量比過(guò)大,伺服參數調整越趨邊緣化,也越難調整,振動(dòng)能力也越差,所以控制易變得不穩定;在沒(méi)有自適應調整的情況下,伺服系統的默認參數在1~3倍負載電機慣量比下,系統會(huì )達到 佳工作狀態(tài),這樣,就有了負載電機慣量比的問(wèn)題,也就是我們一般所說(shuō)的慣量匹配,如果電機慣量和負載慣量不匹配,就會(huì )出現電機慣量和負載慣量之間動(dòng)量傳遞時(shí)發(fā)生較大的沖擊。
?、俎D動(dòng)慣量對伺服系統的精度,穩定性,動(dòng)態(tài)響應都有影響,慣量越小,系統的動(dòng)態(tài)特性反應越好,慣量大,系統的機械常數大,響應慢,會(huì )使系統的固有頻率下降,容易產(chǎn)生諧振,因而限制了伺服帶寬,影響了伺服精度和響應速度,也越難控制,慣量的適當增大只有在低速爬行時(shí)有利,因此,機械設計時(shí)在不影響系統剛度的條件下,應盡量減小慣量。②機械系統的慣量需和電機慣量相匹配才行,負載電機慣量比是一個(gè)系統穩定性的問(wèn)題,與電機輸出轉矩無(wú)關(guān),是電機轉子和負載之間沖擊、松動(dòng)的問(wèn)題。
不同的機械系統,對慣量匹配原則有不同的選擇,且有不同的作用表現,但大多要求負載慣量與電機慣量的比值小于10,總之,慣量匹配的確定需要根據具體機械系統的需求來(lái)確定的。
需要注意的是,不同系列型號的伺服電機給出的允許負載電機慣量比是不同的,可能是3倍、15倍、30倍等,需要根據校平機廠(chǎng)家給定的伺服電機樣本確定。
常見(jiàn)的機械類(lèi)型驅動(dòng)方式有:①滾珠絲杠(直接連接),②滾珠絲杠(減速),③齒條和小齒輪,④同步皮帶(傳送帶),⑤鏈條驅動(dòng),⑥進(jìn)料輥,⑦主軸驅動(dòng)等,計算時(shí)需要根據具體的機械類(lèi)型驅動(dòng)方式來(lái)計算負載慣量。
2、轉速
校平機電機選擇 先應依據機械系統的行程速度來(lái)計算,行程的電機轉速應嚴格控制在電機的額定轉速之內,并應在接近電機的額定轉速的范圍使用,以利用伺服電機的功率;額定轉速、 大轉速、允許瞬間轉速之間的關(guān)系為:允許瞬間轉速> 大轉速>額定轉速。
伺服電機工作在 低轉速和額定轉速之間時(shí)為恒轉矩調速,工作在額定轉速和 大轉速之間時(shí)為恒功率調速;在運行過(guò)程中,恒轉矩范圍內的轉矩是負載的轉矩決定;恒功率范圍內的功率是負載的功率決定;恒功率調速是指電機低速時(shí)輸出轉矩大,高速時(shí)輸出轉矩小,即輸出功率是恒定的;恒轉矩調速是指電機高速、低速時(shí)輸出轉矩一樣大,即高速時(shí)輸出功率大,低速時(shí)輸出功率小。
3、轉矩
伺服電機的額定轉矩 滿(mǎn)足實(shí)際需要,但是不需要留有過(guò)多的余量,因為一般情況下,其 大轉矩為額定轉矩的3倍。
需要注意的是,連續工作的負載轉矩≤伺服電機的額定轉矩,機械系統所需要的 大轉矩<伺服電機輸出的 大轉矩。
在校平機進(jìn)行機械方面的校核時(shí),可能還要考慮負載的機械特性類(lèi)型,負載的機械特性類(lèi)型一般有:恒轉矩負載、恒功率負載、二次方律負載、直線(xiàn)律負載、混合型負載。
4、短時(shí)間特性(加減速轉矩)
伺服電機除連續運轉區域外,還有短時(shí)間內的運轉特性如電機加減速,用 大轉矩表示;即使容量相同, 大轉矩也會(huì )因各電機而有所不同。
5、連續特性(連續實(shí)效負載轉矩)
對要求頻繁起動(dòng)、制動(dòng)的校平機生產(chǎn)線(xiàn),為避免電機過(guò)熱, 檢查它在一個(gè)周期內電機轉矩的均方根值,并使它小于電機連續額定轉矩,其具體計算可參考其它文獻。在選擇的過(guò)程中依次計算此五要素來(lái)確定電機型號,如果其中一個(gè)條件不滿(mǎn)足則應采取適當的措施,如變 電機系列或提高電機容量等。