伺(sì)服電機(servo motor )是指(zhǐ)在(zài)伺服(fú)係(xì)統(tǒng)中(zhōng)控製機(jī)械元(yuán)件運(yùn)轉(zhuǎn)的(dí)發動(dòng)機，是一種(zhǒng)補助馬(mǎ)達(dá)間接變速裝置。根(gēn)據使(shǐ)用電源(yuán)不同：分直流伺服電(diàn)機和交流伺服電(diàn)機(jī)。他兩在功能上的區(qū)別(bié)：交(jiāo)流伺服要好一些，因為是正弦(xián)波(bō)控製，轉矩脈(mài)動(dòng)小(xiǎo)。直流(liú)伺(sì)服(fú)是梯形波。但直流(liú)伺服比較簡(jiǎn)單，便(biàn)宜(yí)。伺(sì)服(fú)電機可(kě)以實現精(jīng)確(què)控(kòng)製，你讓它轉多(duō)少(shǎo)它就轉多(duō)少，而(ér)且(qiě)它還會反(fǎn)饋，實現(xiàn)所謂(wèi)的閉環(huán)，由編碼器(qì)去反(fǎn)饋看是否(fǒu)確實轉(zhuǎn)了那麼多(duō)，這樣(yàng)控製(zhì)精度(dù)就(jiù)更(gēng)高(gāo)。

我(wǒ)們知(zhī)道(dào)步(bù)進電(diàn)機(jī)的精(jīng)度以步距(jù)來(lái)衡量，市場上(shàng)步進(jìn)電機的(dí)步距角(jiǎo)一般有0.36度/0.72度(dù)(五相電機)，0.9度(dù)/1.8度(dù)(二，四相電機)，1.5度/3度 (三相(xiāng)電(diàn)機)德國(guó)百格(gé)拉(lā)公司(sī)(BERGER LAHR)生產(chǎn)的三相混(hùn)合式(shì)步進電(diàn)機(jī)其步距角(jiǎo)可(kě)通過(guò)撥(bō)碼開(kāi)關設置(zhì)為1.8°，0.9°，0.72°，0.36°，0.18°，0.09°，0.072°，0.036°。我們以步距(jù)角(jiǎo)為(wéi)0.036°的(dí)步進電(diàn)機(jī)為(wéi)例。

　　0.036=360/10000

　　假設給這(zhè)個步進(jìn)電機(jī)後端加(jiā)上編(biān)碼器，那(nà)麼(mó)公式(shì)相(xiāng)當於電(diàn)機(jī)轉一圈(quān)編(biān)碼器發(fā)出10000個脈(mài)衝(chōng)，編(biān)碼器分辨率(shuài)是(shì)10000。

　　伺服(fú)電(diàn)機的精度(dù)是電(diàn)機(jī)後(hòu)端的(dí)編(biān)碼(mǎ)器(qì)分辨率來(lái)衡(héng)量的(dí)，現在伺(sì)服(fú)編碼(mǎ)器(qì)分辨(biàn)率(shuài)達到2的(dí)23次方，可(kě)見(jiàn)伺(sì)服電機(jī)的精(jīng)度遠遠(yuǎn)比步進(jìn)電機(jī)精度高(gāo)。

　　普通電機(jī)上電就(jiù)轉，沒電就停，除(chú)了轉(zhuǎn)如(rú)果(guǒ)還(huán)非(fēi)要(yào)說(shuō)它有(yǒu)什麼功(gōng)能的話那(nà)就(jiù)是正(zhèng)反轉。

　　提供伺服電機(jī)選型(xíng)流(liú)程(chéng)

　　1，負(fù)載(zǎi)機(jī)構(gòu)(確定機(jī)構(gòu)類型(xíng)以(yǐ)及(jí)其細節數據(jù)，如滾珠(zhū)絲杆長(cháng)度，滾(gǔn)珠(zhū)絲(sī)杆的直徑(jìng)，行(háng)程和帶輪直徑等)

　　2，動作(zuò)模式(shì)(決(jué)定控製對象(xiàng)部分的(dí)動(dòng)作(zuò)模(mó)式，時(shí)間與速度(dù)的(dí)關(guān)係;將控(kòng)製對(duì)象的動(dòng)作模(mó)式(shì)換算為電機(jī)軸上(shàng)的動作形式;確(què)定運(yùn)行(háng)模式(shì)，包括加速時間(ta)，匀速時間(tu)，減速時間(jiān)(td)，停止時間(ts)，循環時間(jiān)(tc)和運(yùn)動(dòng)距(jù)離(L)等(děng)參數)

　　3，負載的慣(guàn)量，轉(zhuǎn)矩和(hé)轉速(sù)(我們在選型(xíng)時(shí)，是根據扭矩來選擇(zé)功率(shuài)!)

　　4，定(dìng)位精(jīng)度(dù)(確認(rèn)編(biān)碼器的脈(mài)衝數是(shì)否滿足(zú)係(xì)統要(yào)求(qiú)規格(gé)的分辨率)

　　5，使(shǐ)用環境(jìng)(如(rú)環(huán)境溫(wēn)度(dù)，濕度，使(shǐ)用環境大(dà)氣及(jí)振動衝擊等等)

　　自動(dòng)化領(lǐng)域指如今的(dí)大熱門，而(ér)伺(sì)服(fú)電(diàn)機(jī)在(zài)其(qí)中占有重要地位，通(tōng)常用於項目中(zhōng)較精(jīng)確(què)的(dí)速度(dù)或(huò)位置控製部件(jiàn)的(dí)驅動。自(zì)動化設備的(dí)設計(jì)者(zhě)常常需要麵臨各(gè)種各樣不同需求的(dí)電機選型問題(tí)，而供(gōng)應商提供(gōng)的(dí)電(diàn)機也(yě)是(shì)五花(huā)八門，參數多如(rú)牛毛，常常(cháng)使(shǐ)初學者(zhě)一(yī)頭霧(wù)水(shuǐ)，本文僅(jǐn)根據(jù)作者的(dí)實際工作經歷做(zuò)一些分(fēn)享(xiǎng)，望能夠給(gěi)需要(yào)者(zhě)提供一些(xiē)幫助(zhù)。

1.應(yīng)用場(cháng)景(jǐng)

　　自(zì)動(dòng)化領域的控(kòng)製型(xíng)電機可分(fēn)為伺(sì)服電機(jī)，步進(jìn)電機，變頻(pín)電(diàn)機等。在(zài)需(xū)要(yào)較為精確的速(sù)度或(huò)位置控(kòng)製(zhì)的部件(jiàn)，會(huì)選(xuǎn)擇伺服電機(jī)驅動(dòng)。變(biàn)頻器+變頻(pín)電機(jī)的控製(zhì)方(fāng)式，是通過(guò)改(gǎi)變輸(shū)入(rù)電機的電源頻率而(ér)改變(biàn)電(diàn)機(jī)轉(zhuǎn)速的控(kòng)製方法(fǎ)。一(yī)般隻用(yòng)於(yú)電機的調(tiáo)速控製(zhì)。伺服電機與(yǔ)步進(jìn)電機相比：a) 伺(sì)服(fú)電機使用(yòng)閉(bì)環控(kòng)製(zhì)，步(bù)進(jìn)電機(jī)為開環控製(zhì);b) 伺服電(diàn)機使用旋轉(zhuǎn)編碼器(qì)計量精(jīng)度(dù)，步進電(diàn)機(jī)使用步距(jù)角。普(pǔ)通(tōng)產品級(jí)別上前(qián)者的(dí)精度可達(dá)後(hòu)者(zhě)的百(bǎi)倍(bèi)數量(liáng)級;c) 控製(zhì)方式(shì)相似(脈(mài)衝或(huò)方(fāng)向信號(hào))。

　　2.供電電源

　　伺(sì)服電(diàn)機從(cóng)供(gōng)電電(diàn)源上區分可(kě)分(fēn)為交(jiāo)流伺服(fú)電機(jī)和直流伺服(fú)電機。二者還是(shì)比較(jiào)好(hǎo)選(xuǎn)擇(zé)的(dí)。一(yī)般的自動化設備，甲方都(dū)會(huì)提供(gōng)標準(zhǔn)的380V工(gōng)業電源或(huò)220V電源，此時(shí)選擇(zé)對應(yīng)電源的伺服(fú)電機(jī)即可(kě)，免去(qù)電源(yuán)類(lèi)型的轉(zhuǎn)換。但(dàn)有一(yī)些設備(bèi)，比(bǐ)如立體倉庫中的穿梭(suō)板，AGV小車等，由於本身(shēn)的移(yí)動(dòng)性質(zhì)，大(dà)部(bù)分使用自帶直流電源(yuán)，所(suǒ)以(yǐ)一般使用(yòng)直流(liú)伺服電(diàn)機。

　　3.抱閘(zhá)

　　根(gēn)據動作(zuò)機構(gòu)的(dí)設計，考慮在停電狀(zhuàng)態下(xià)或(huò)靜止(zhǐ)狀(zhuàng)態(tài)下，是否會(huì)造成對電機(jī)的反(fǎn)轉(zhuǎn)趨(qū)勢(shì)。如果有反轉(zhuǎn)趨勢，就(jiù)需要(yào)選(xuǎn)擇帶抱(bào)閘的(dí)伺(sì)服(fú)電(diàn)機。

　　4.選型(xíng)計(jì)算

　　選型(xíng)計算前，首先要確定的是(shì)機構末端的(dí)位(wèi)置(zhì)和速度(dù)要求，再(zài)者確定傳動(dòng)機(jī)構。此(cǐ)時即(jí)可選擇伺服係統(tǒng)和對應的(dí)減速器。選(xuǎn)型過程(chéng)中(zhōng)，主(zhǔ)要(yào)考(kǎo)慮以(yǐ)下參數：

　　功率(shuài)和速度

　　根據(jù)結構形(xíng)式(shì)和(hé)最終(zhōng)負載的速(sù)度和(hé)加速度要求(qiú)，計(jì)算電機所(suǒ)需(xū)功率和速度(dù)。值(zhí)得(dé)注意的(dí)是，通(tōng)常(cháng)情(qíng)況下需(xū)要(yào)結合所(suǒ)選電機(jī)的速度選(xuǎn)取減速機(jī)的減(jiǎn)速(sù)比。在實(shí)際選型(xíng)過(guò)程中，比如(rú)負(fù)載為(wéi)水(shuǐ)平(píng)運動(dòng)，因為各(gè)個傳動(dòng)機構的摩擦係(xì)數(shù)和(hé)風(fēng)載(zǎi)係數的(dí)不確定(dìng)性(xìng)，公式(shì)P=T*N/9549往往(wǎng)無法明確計(jì)算(無(wú)法(fǎ)精確(què)計(jì)算扭(niǔ)矩的大(dà)小)。而(ér)在實(shí)踐(jiàn)過(guò)程中，也發現(xiàn)使用伺服(fú)電機所(suǒ)需(xū)功率最(zuì)大處往(wǎng)往是加減(jiǎn)速階(jiē)段(duàn)。所以，通過T=F*R=m*a*R可定量計(jì)算所(suǒ)需電機(jī)的功率大小(xiǎo)和減(jiǎn)速(sù)機的(dí)減速比(m：負載(zǎi)質量;a：負(fù)載加速度;R：負載旋轉半(bàn)徑(jìng))。

　　每(měi)種類型(xíng)的伺(sì)服(fú)電機的(dí)規(guī)格中都有額(é)定(dìng)轉矩，最大轉(zhuǎn)矩，伺服電機慣量(liáng)等參(cān)數。每個(gè)參(cān)數與負載扭矩和(hé)負(fù)載慣性(xìng)之(zhī)間(jiān)必(bì)須有相關(guān)性。伺(sì)服電機的輸(shū)出轉矩(jǔ)必須(xū)滿足(zú)機構的(dí)加(jiā)速度(dù)和(hé)重量等(děng)負荷(hé)機(jī)構的運動條(tiáo)件的要(yào)求(qiú)。機(jī)構的(dí)運動(dòng)條件(水平和(hé)垂直旋(xuán)轉(zhuǎn))與伺服電(diàn)機(jī)的輸(shū)出(chū)沒有(yǒu)直接關(guān)係，但一(yī)般(bān)情況(kuàng)下(xià)，伺(sì)服(fú)電機(jī)的(dí)輸(shū)出(chū)越(yuè)高，相對輸(shū)出(chū)扭矩越(yuè)高(gāo)。

　　伺服(fú)電(diàn)機的選(xuǎn)用不(bù)僅受機構(gòu)重量(liáng)的影(yǐng)響，同時(shí)設(shè)備運動條件(jiàn)也(yě)會改變伺服(fú)電機(jī)的選用。慣性(xìng)越大(dà)，加減速扭矩越(yuè)大，加(jiā)減(jiǎn)速(sù)時間越短(duǎn)，伺(sì)服(fú)電機輸(shū)出扭(niǔ)矩越(yuè)大。選擇(zé)伺(sì)服電機規格(gé)時，請遵(zūn)循以(yǐ)下步驟。

　　(1)初(chū)始選(xuǎn)擇伺服電機(jī)的(dí)最高輸出功率(shuài)扭(niǔ)矩必須大(dà)於(yú)加速扭矩(jǔ)+負載(zǎi)扭矩時(shí)，必須選(xuǎn)擇其他(tā)模(mó)型進(jìn)行驗證，直(zhí)到符號滿足(zú)要(yào)求。

　　(2)負(fù)載(zǎi)力矩(jǔ)是根據負載重量，結(jié)構(gòu)，摩(mó)擦係(xì)數和運行(háng)效率(shuài)計(jì)算(suàn)的。

　　(3)根(gēn)據運(yùn)行條(tiáo)件的(dí)要求(qiú)，選擇適當(dāng)的負荷慣性(xìng)量(liáng)修(xiū)正公式，計(jì)算(suàn)機(jī)構的負荷慣性(xìng)量(liáng)。

　　(4)根據負載(zǎi)慣量和(hé)伺服(fú)電機慣量，選擇(zé)合適的假(jiǎ)選(xuǎn)定(dìng)伺(sì)服(fú)電(diàn)機(jī)規格(gé)。

　　(5)根據(jù)負載扭矩，加(jiā)速扭(niǔ)矩，減速扭矩和保(bǎo)持(chí)扭(niǔ)矩計算(suàn)連續瞬(shùn)時(shí)扭矩(jǔ)。

　　(6)定(dìng)義(yì)了(liǎo)載(zǎi)荷機構(gòu)的(dí)運(yùn)動條(tiáo)件(jiàn)，即(jí)加(jiā)減(jiǎn)速速(sù)度，運動速(sù)度，機構(gòu)重(zhòng)量，機構(gòu)運動等(děng)。

　　(7)結(jié)合主伺服電機的(dí)慣性和(hé)負載慣(guàn)性(xìng)，計算了加(jiā)速扭矩和(hé)減(jiǎn)速扭矩。

　　(8)完成(chéng)選(xuǎn)擇。