数子控制系统中选择交流伺服电动机

数控系统中交流伺服电机的选择摘要：伺服电机要根据需要来选定，如果伺服电机与安装机床不一致，不仅不能充分发挥电机的性能，而且很难调整伺服参数。本文参考三菱伺服电机的选择原则和方法，通过计算负载惯量比、短时间特性以及连续特性等三要素，结合实例说明交流伺服电机选择的全过程，并应用于数控铣床的升级改造项目。关键词：三菱；交流伺服电机；选择为了保证轮廓切削形状精度和表面精度、数控机床要具有良好的快速响应特性，加在电机轴上的负载惯量的大小将直接影响电机的灵敏度以及整个伺服系统的精度。因此伺服电机的选择是根据负载来定的，而电机轴上的负载主要有2种：负载扭矩和负载惯量，负载扭矩应小于所选电机的额定扭矩[1]。为了满足快速响应的要求，电机应有较小的转动惯量和大的堵转转矩，并具有尽可能小的时间常数和启动电压，还应具有较长时间的过载能力，以满足低速大转矩的要求，能够承受频繁启动、制动和正、反转。盲目地选择大规格的电机，不仅增加成本，也会使得机床体积增大，结构不紧凑。因此选择电机时应充分考虑各方面的要求，以便充分发挥伺服电机的工作性能。1伺服电机的一般选择原则在确定了电机系列和额定转速后，按以下3个要素确定伺服电机容量：1）负载惯量比。若负载惯量比过大，则控制易变得不稳定，伺服参数调整也很困难。2）短时间特性（加减速转矩）。伺服电机除连续运转区域外，还有短时间内的运转特性如电机加减速，用最大转矩表示，最大转矩影响驱动电机的加减速时间常数[2]。3）连续特性（工作状态载荷扭矩）。对要求频繁起动、制动的数控机床，为避免电机过热，必须检查它在一个周期内电机转矩的均方根值，并使它小于电机连续额定转矩[3]。在选择的过程中依次计算三要素来确定电机型号，如果其中一个条件不满足则应采取适当的措施，如变更电机系列或提高电机容量等。2伺服电机的负载惯量的计算伺服电机主要根据电机惯量的大小、编码器分辨率和额定转速来区分，伺服电机有适当的负载惯量倍率。负载惯量分为旋转负载和直线移动负载，以实训室现有的850规格数控铣床的Z轴为例进行负载计算，以选择伺服电机。参考文献：[1]过庆明，常雪梅，林海．如何在数控机床进给系统中选择交流伺服电机[J]．防爆电机，2004（2）：47-48．[2]赵宏伟．如何正确选择伺服电机的容量[J]．机械工人，200，8：20-21．[3]郭维新．数控机床进给伺服电机的选择[J]．机械研究与应用，1996（2）：13-15．[4]张清，周艳玲，刘炳山．数控机床进给系统交流伺服电机选择[J]．制造技术与机床，1998（7）：18-20．[5]菱电自动化（上海）有限公司．三菱数控系统用户手册[R]，2002．