我们都知道驱动模组运动可以是步进电机,也可以是伺服电机,但是对于我们设备制造商,我们不仅要考虑功能实现,而且还要考虑设备集成的成本,伺服电机要比步进电机的价格要高很多,所以,对于上面驱动电机,选用什么电机这就显得非常重要了。是选用步进电机还是伺服电机呢?知道这几点非常有必要。选用哪种电机,我们主要从这三方面考虑。
1、转速
步进电机转速一般在600-1000转/分
伺服电机3000-5000转/分
2、扭矩
随着步进电机速度增大扭矩在减小(额定转速为600转/分钟),而伺服电机(额定转速为3000转/分钟)是恒扭矩,除非超过伺服电机额定转速转矩才会逐渐减小。
3、精度
我们知道步进电机的精度以步距角来衡量,市场上步进电机的步距角一般有0.36度/0.72度(五相电机)、0.9度/1.8度(二、四相电机)、1.5度/3度 (三相电机)。
0.036=360/10000
假设给这个步进电机后端加上编码器,那么公式相当于电机转一圈编码器发出10000个脉冲,编码器分辨率是10000。
伺服电机的精度是电机后端的编码器分辨率来衡量的,现在伺服编码器分辨率达到2的23次方,可见伺服电机的精度远远比步进电机精度高。
至于选步进电机还是伺服电机,我们依据上面选择条件就可以选定电机品种了,如果选用伺服电机,那么我们如何确定伺服电机的选型和参数呢?
选定伺服电机,我们依据这三个因素:
1.转速:
N:电机转速(转/分)
V:物体移动速度(m/min)
PB:丝杆导程(mm)
转速选择标准:N小于电机额定转速的0.8倍
转矩:
T总:驱动总转矩
T负载:负载转矩
T惯量:惯量转矩
F:负载推理也就是摩擦系数乘以负载重力
PB:丝杆导程
J总:系统总惯量
β :角加速度
J负载:负载的惯量
J联轴节:联轴节的惯量
J丝杆:丝杆的惯量
M:负载重量
D:直径
N:转速
转矩选择标准:T总小于电机额定转矩的0.8倍
2.精度
我们以常见丝杆为例,来看看伺服电机和丝杆选配
以精度等级为C6的丝杆为例,现不考虑负载大小、加减速度和减速比。C6重复定位精度是0.023mm,导程是5mm ,那么伺服电机编码器分辨率要大于(5/0.023)理论上可以满足定位需求。但是在实际,不管是速度,扭矩,还是精度选择是要留些余地。