AC伺服电机的介绍和选型

一、AC伺服电机的介绍
       
  电机又称马达，作为一种最常用的动力源，主要原理是利用电磁感应定律将电能转换为机械能。其中伺服电机就是在普通电机的基础上增加控制与反馈，用于对电机的扭矩、速度、位置进行控制，伺服电机的主要分类及特点见图1。

图1 伺服电机分类

在伺服电机中，AC伺服电机使用方便、无需维护、性价比高，广泛应用于工业机器人、精密机床、精密测量台、移载臂、排线贴装等设备。如图2所示，AC伺服电机与滚珠丝杠、直线导轨配合使用，可以利用伺服电机的速度、位置控制精确设定工作台的移动速度、位置等。

在手机贴装的机构中，伺服电机的扭矩控制可以防止压力过大破坏零件，以及用在对拧紧力矩有上限要求的机构中。同样，AC伺服电机还可以搭配同步带、齿轮齿条、分度盘等传动元件组成不同功能的工业设备。

图2 AC伺服电机的应用

AC伺服电机通常由电机（包含编码器）、驱动器（又称放大器）、线束等配件组成。其中驱动器控制三相电形成电磁场，转子在电磁场作用下转动；同时，编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值比较，调整转子转速，形成整个驱动控制过程。米思米公司可提供单独的电机或驱动器，也有伺服电机套装可供选择。

二、 AC伺服电机的选型      
 
伺服电机的参数很多，可以先选定额定转速、额定扭矩、进行惯量匹配，再对其他细化的参数如电压、编码器、功率等进行选择。笔者简单介绍这三者的选择思路。

额定转速：转速n主要根据传动元件需要的进给速度v进行计算，如滚珠丝杆作为传动元件，则  

额定扭矩：扭矩T需要考虑惯性矩（加速力矩）和摩擦力矩（负载力矩），同时也要根据行业情况选择合适的安全系数，一般取1.5~3。

惯量匹配：惯量匹配是一个设计时容易忽略的问题，当负载惯量越小，系统就越容易控制；当负载惯量越大，系统的响应速度就越慢；当惯量不匹配时，负载就不能在规定的时间内正常起动及在规定的位置精确停下，甚至有时候还会带来额外的系统振动。

一般来说，当需要高响应的场合，负载惯量应小于10倍的电机惯量；对于启停要求不高的场合，或纯粹点到点的运动，可以考虑负载惯量在电机惯量的30倍左右。

 

审核编辑：刘清