| 选型技巧 |
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| 1、电机选型可遵循的原则是什么? |
| 首先根据所需转速转矩,确定是否需要加装减速箱:通常,当所需转速低于2000rpm时,就应该考虑加装减速箱。
然后根据减速箱效率值,对转矩作出补偿后重算,根据计算结果选择电机。
当多款电机符合要求时,如果寿命、性能等优先则考虑无刷电机,成本优先则考虑有刷电机。有刷电机中,金属电刷和滑动轴承不能用于高频摆动。
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如果确实难以确定所需转矩等,只能提供参考功率,则至少需要选择最大功率为其1.5~2倍的电机。
电机参数表上的空载转速、额定参数等都仅供参考,因为具体的需求,很难正好和某款电机的额定工作点吻合。
更多选型计算,可参考恒动的选型计算说明。 |
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| 2、减速箱选型可遵循的原则是什么? |
| 力控最好不要使用减速箱,必须使用时尽量优选减速级数少的。因为减速箱的效率会影响到力控精度,尤其磨损后的效率变化难以测算和补偿。
电机转矩、减速比和减速箱的最大承载转矩,这三个指标一定要控制在合理范围内,否则容易引起电机或减速箱过载损坏,最好满足电机额定转矩×减速比,略小于减速箱的最大承载转矩。 |
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相同减速级数可能会有多个不同减速比。减速比较大的齿轮强度通常略小。单级行星齿轮一般是三个,重载情况下可以选用四个甚至更多行星齿轮的型号(如果有)。
在转矩指标已经满足需求的情况下,不推荐再选择重载润滑脂以加大裕度,因为重载润滑往往会牺牲效率。 |
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| 3、编码器选型可遵循的原则是什么? |
| 不要一味追求高分辨率。分辨率高不等于位置精度高,关于这方面的详细说明可参考编码器技术信息的问题5。
环境若存在灰尘或剧烈振动,优先选择磁电式编码器;若环境存在强磁场或电磁干扰比较严重,优先选用光电式编码器。 |
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同比减速箱回差所导致的定位偏差,电机编码器的精度问题通常都可忽略。要真正提高系统精度,在运动终端安装编码器是最优方案。
总线输出的编码器,格式目前尚无统一标准。相同协议下都还有位置值是否带正负号的区别,例如Biss-C。所选编码器和驱动器是否兼容,需重点关注。 |
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| 4、驱动器选型可遵循的原则是什么? |
| 如果有PLC等上位机,更多控制都由上位机完成,不需要驱动器有多么强大的控制功能,选择只具备基础功能的驱动器可节省成本且操作简单。
CANopen总线速度已经快过电机的响应时间,满足大多数应用场景。更为先进的EtherCAT已经可以忽略信号的传输时间。现阶段它的价格更贵,对于实时性要求不是极高的应用来说,通常性能过剩。 |
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驱动器的工作电压上限,最好是所用电源电压的1.5~2倍。否则电机制动或转向切换时的瞬时反电势,可能击穿驱动器的功放输出电路,这是驱动器常见的损坏原因。必要时可在输出端串联斩波制动器以吸收回馈能量。
电机堵转电流会对驱动器造成严重冲击。特别阻抗很小的高功率无刷电机,堵转电流甚至可达100A以上。请优先选择过流保护功能可靠的驱动器。 |
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| 5、选型误区之一:“博采众长” |
| 博采众长,各部件都选择性能优异的业内知名品牌,这样似乎最能搭建“性能之王”的伺服系统,但事实上很可能难以如愿以偿。
部件间的物理连接,多涉及到法兰配合。各精密部件的设计精度,特别是编码器,很可能就因为连接法兰而数量级地降低了。
其次,多供应商的系统联调协同难度大,出现问题容易相互推诿,项目因此受到影响的案例不胜枚举。 |
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一套主从控制伺服系统所需的完整部件,目前尚无一家厂商能以自产产品全部提供。因而,熟悉各家产品以及他们相互之间的匹配连接,是搭建一套优质伺服系统的必要条件。
尽量精简供应商并引入精细装配工艺,强调综合性能而不迷信单品的优异,这应该是构建伺服系统的原则。
恒动的专业团队“知物善用”,可提供软硬件全包的一揽子解决方案。 |
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| 6、选型误区之二:“价廉物美” |
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伺服系统的成本不仅仅是采购价格,一味追求低成本可能会适得其反。与可靠性密切相关的售后成本,往往远超系统中某个部件的单价。
无论电机还是减速箱、编码器、驱动器,看似相似的产品,价差可达十倍甚至数十倍。关键在于找准价格和性能之间的平衡点。 |
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然而,不同的应用,对系统的精度、可靠性和寿命等,都有不同的要求,因此也没有统一的“参考价”。所以,即使认知到了价廉物美的不靠谱,也难以在海量产品中精准选定每个部件。
实现价位和性能需求的精确匹配,是恒动基于二十余年市场经验的承诺。 |
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| 7、选型误区之三:“事必躬亲” |
| 伺服系统涉及到机械、电子、通讯、软件等多个专业。客户即便能组建这样一个团队,人力成本也定然高昂。
选型过程中,不同领域的工程师多从自身视角出发,难以通盘考虑。即便最终统一了意见,所形成的方案也容易出现顾此失彼、匹配失当等意外情况。
由成熟的专业团队来提供方案和产品,更为稳妥且高效。 |
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以伺服系统的核心部件电机为例,要实现精确计算选型绝非易事。恒动首先全面了解客户需求并将其量化为指标,电机研发团队同步跟进,精细调节参数,定制专属电机。整个方案从设计到交付,尽量减少客户的附加成本,多快好省地实现目标。
恒动自有的电机研发和生产平台,从底层保障了方案的完善性和精准性。 |
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| 8、选型误区之四:“先入为主” |
| 这种情况主要发生在与上位机控制方案的对接环节。
伺服产品通常都会有一定时间的交期。客户经常利用等待到货的时间开发上位机软件。
但是,软件开发工程师可能并不熟知伺服控制,比如未能正确选择工作模式。在硬件就绪后的调试过程中才发现问题…… |
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这可能会导致大量的前期工作徒劳无功。
所以,尤其是对于复杂的控制要求,恒动建议在项目初期就加入方案制定,确定包括工作模式在内的框架,并充分利用驱动器自身的强大功能,减轻上位机负荷、降低程序复杂程度。
恒动强大的本地控制逻辑方案,可大幅简化上位机程序。
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