伺服电机的功率如何计算？伺服系统设计的步骤及方法！

今天给大家分享一些关于伺服电机的一些干货，怎么来计算伺服电机的功率，随着伺服电机在各领域的应用，我们难免或多或少都会有所接触。

近年来，随着国家对制造装备及其技术改造工作的重视，随着全数字式交流永磁伺服系统的性能价格比逐步提高，交流伺服电机作为控制电机类高档精密部件，其市场需求将稳步增长。目前，中国从制造业大国正向制造业强国发展，近5年内智能伺服电机及智能伺服驱动器的应用前景将十分美好。告诉大家做伺服控制必然涉及伺服电机的功率计算知识。

输出功率P= 0.1047*N*T
式中N为旋转速度，T为扭矩。旋转速度基本为3000.转。那么T扭矩如何计算？
T扭矩=r*M*9.8 【式中r为轴半径，M为物体重量】
电动机的功率，应根据生产机械所需要的功率来选择，尽量使电动机在额定负载下运行。选择时应注意以下两点：
如果电动机功率选得过小．就会出现“小马拉大车”现象，造成电动机长期过载．使其绝缘因发热而损坏．甚至电动机被烧毁。
如果电动机功率选得过大．就会出现“大马拉小车”现象．其输出机械功率不能得到充分利用，功率因数和效率都不高，不但对用户和电网不利。而且还会造成电能浪费。
要正确选择电动机的功率，必须经过以下计算或比较：
P=F*V /1000 (P=计算功率 KW， F=所需拉力 N，工作机线速度 M/S)
对于恒定负载连续工作方式，可按下式计算所需电动机的功率：
P1(kw)：P=P/n1n2
式中 n1为生产机械的效率；n2为电动机的效率，即传动效率。
按上式求出的功率P1，不一定与产品功率相同。因此．所选电动机的额定功率应等于或稍大于计算所得的功率。
此外．最常用的是类比法来选择电动机的功率。所谓类比法。就是与类似生产机械所用电动机的功率进行对比。
具体做法是：了解本单位或附近其他单位的类似生产机械使用多大功率的电动机，然后选用相近功率的电动机进行试车。试车的目的是验证所选电动机与生产机械是否匹配。

验证的方法是：使电动机带动生产机械运转，用钳形电流表测量电动机的工作电流，将测得的电流与该电动机铭牌上标出的额定电流进行对比。如果电功机的实际工作电流与铭脾上标出的额定电流上下相差不大．则表明所选电动机的功率合适。如果电动机的实际工作电流比铭牌上标出的额定电流低70％左右．则表明电动机的功率选得过大，应调换功率较小的电动机。如果测得的电动机工作电流比铭牌上标出的额定电流大40％以上．则表明电动机的功率选得过小，应调换功率较大的电动机。
　　实际上应该是考虑扭矩（转矩），电机功率和转矩计算公式。
　　即 T = 9550P/n
　　式中：
　　P — 功率，kW；
　　n — 电机的额定转速，r/min；
　　T — 转矩，Nm。
　　电机的输出转矩一定要大于工作机械所需要的转矩，一般需要一个安全系数。
　　机械功率公式：P=TxN/97500
　　P:功率单位W
　　T：转矩，单位克/㎝
　　N: 转速，单位r/min

伺服系统设计的步骤及方法

一、设计要求分析，系统方案设计
　　首先对伺服系统的设计要求进行分析，明确其应用场合和目的、基本性能指标及其它性能指标，然后根据现有技术条件拟定几种技术方案，经过评价、对比，选定一种比较合理的方案。
　　方案设计应包括下述一些内容：控制方式选择；执行元件选择；传感器及其检测装置选择；机械传动及执行机构选择等。方案设计是系统设计的第一步，各构成环节的选择只是初步的，还要在详细设计阶段进一步修改确定。
　　二、系统性能分析
　　方案设计出来后，尽管各具体结构参数还没有确定，也应先根据基本结构形式对其基本性能进行初步分析。
　　首先画出系统方框图，列出系统近似传递函数，并对传递函数及方框图进行化简（一般应简化成二阶以下系统），然后在此基础上对系统稳定性、精度及快速响应性进行初步分析，其中最主要的是稳定性分析，如不能满足设计要求，应考虑修改方案或增加校正环节。
　　三、执行元件及传感器的选择
　　方案设计只是对执行元件及传感器进行了初步选型，这一步应根据具体速度、负载及精度要求来具体确定执行元件及传感器的参数和型号。
　　四、机械系统设计
　　机械系统设计包括机械传动机构及执行机构的具体结构及参数的设计，设计中应注意消除各种传动间隙，尽量提高系统刚度、减小惯量及摩擦，尤其在设计执行机构的导轨时要防止会产生“爬行”现象。
　　五、控制系统设计
　　控制系统没计包括信号处理及放大电路、校正装置、伺服电动机驱动电路等的详细设计，如果采用计算机数字控制，还应包括接口电路及控制器算法软件的设计。控制系统设计中应注意各环节参数的选择及与机械系统参数的匹配，以使系统具有足够的稳定裕度和快速响应性，并满足精度要求。
　　六、系统性能复查
　　所有结构参数确定之后，可重新列出系统精确的传递函数，但实际的伺服系统一般都是高阶系统，因而还应进行适当化简，才可进行性能复查。经过复查如发现性能不够理想，则可调整控制系统的参数或修改算法，甚至重新设计，直到满意为止。
　　七、系统测试实验
　　上述设计与分析都还处于理论阶段，实际系统的性能，还需通过测试实验来确定。测试实验可在模型实验系统上进行，也可在试制的样机上进行。通过测试实验，往往还会发现一些问题，必须采取措施加以解决。
　　八、系统设计定案
　　经过上述7个步骤及其中多次反复而得到满意的结果后，可以将设计方案确定下来，然后整理设计图样及设计计算说明书等技术文件，准备投入正式生产