如何确保伺服电机功率匹配与效率最大化?伺服电机驱动器的选择策略!
在选择伺服电机时,功率的选择是首要考虑的因素。功率选择的不当可能导致浪费电能或电机受损。在选型时需要注意以下两点:
电机功率不宜过大。如果选择功率过大的电机,将导致效率低下,功率因数降低,电能浪费增加。这会对用户和电网都造成不利影响。
电机功率不宜过小。过小的电机功率会导致电机长期过载,使其绝缘受热损坏,甚至可能导致电机损坏。
因此,在选择电机功率时,需要进行合理的计算或比较。一种常见的计算方式是使用以下公式:
P = (F * V) / 100
其中,P代表计算功率(单位千瓦,KW),F代表所需的拉力(单位牛顿,N),V代表工作机械的线速度(单位米每秒,m/s)。
此外,也可以使用类比法来选择电机的功率。类比法是通过与类似生产机械所使用的电机功率进行比较来确定的。具体步骤如下:
了解本单位或附近其他单位使用类似生产机械的电机功率。
选用与类似机械功率相近的电机进行试车。
通过试车来验证所选电机与生产机械是否匹配。
验证的方法是让电机驱动生产机械运转,使用钳形电流表来测量电机的工作电流,并将测得的电流与电机铭牌上标明的额定电流进行比较。
如果电机的实际工作电流比铭牌上标明的额定电流低约70%,则说明电机的功率选得过大,应该更换功率较小的电机。
如果实际工作电流与额定电流相差不大,说明所选电机的功率合适。
如果测得的电机工作电流比额定电流高40%以上,那么电机的功率选择过小,需要更换功率较大的电机。
需要注意的是,电机的输出转矩也是考虑的重要因素,通常需要一个安全系数以确保电机输出的转矩大于工作机械所需的转矩。
综合考虑以上因素,可以使用以下转矩和功率的计算公式:
T = 9550 * P / n
其中,T代表转矩(单位牛顿·米,Nm),P代表功率(单位千瓦,KW),n代表电机的额定转速(单位每分钟转数,r/min)。
机械功率可以通过以下公式计算:
P = T * N / 97500
其中,P代表机械功率(单位瓦特,W),T代表转矩(单位克/厘米,g/cm),N代表转速(单位每分钟转数,r/min)。
伺服电机驱动器选型的注意事项
在选择伺服电机驱动器时,需要注意以下事项:
带电磁制动器的伺服电机的转动惯量较大,因此在计算转矩时需要考虑这一因素。
一些系统需要保持机械装置的静止位置,并需要电机提供较大的输出转矩以及较长的停止时间。在这种情况下,使用伺服的自锁功能可能会导致电机过热或驱动器过载。因此,可能需要选择带有电磁制动的电机。
有些系统,如传送装置和升降装置,要求伺服电机能够迅速停止。如果伺服驱动器没有再生制动功能,或在故障、紧急停止或电源中断时无法对电机进行减速,就需要根据负载的重量和电机的工作速度等因素选择动态制动器。
一些伺服驱动器具有内置的再生制动单元,但在再生制动较为频繁时,可能会导致直流母线电压过高。因此,在这种情况下可能需要额外配置再生制动电阻。需要根据使用说明来决定是否需要额外配置再生制动电阻以及其容量。
总之,伺服电机的选型和伺服电机驱动器的选择都需要考虑多个因素,包括功率、转矩、转速、动态制动器、再生制动等。合理的选型和选择可以确保系统的高效运行和长期稳定性。