Ключевые моменты выбора серводвигателя и привода

I. Выбор основного двигателя

Анализ нагрузки

1. Согласование инерции: инерция нагрузки JL должна быть ≤3 × инерция двигателя JM. Для высокоточных систем (например, робототехники) JL/JM < 5:1 во избежание колебаний.
2. Требования к крутящему моменту: Постоянный крутящий момент: ≤80% от номинального крутящего момента (предотвращает перегрев). Пиковый крутящий момент: Охватывает фазы ускорения/замедления (например, 3× номинальный крутящий момент).
3. Диапазон скоростей: номинальная скорость должна превышать фактическую максимальную скорость с запасом 20–30 % (например, 3000 об/мин → ≤2400 об/мин).

Типы двигателей

1. Синхронный двигатель с постоянными магнитами (СДПМ): популярный выбор с высокой плотностью мощности (на 30–50% выше, чем у асинхронных двигателей), идеально подходит для робототехники.
2. Асинхронный серводвигатель: высокая термостойкость и низкая стоимость, подходит для тяжелых условий эксплуатации (например, краны).

Кодер и обратная связь

1. Разрешение: 17 бит (131 072 PPR) для большинства задач; позиционирование на уровне нанометров требует 23 бит (8 388 608 PPR).
2. Типы: абсолютные (с сохранением положения при выключении питания), инкрементальные (требуется возврат в исходное положение) или магнитные (с защитой от помех).

Экологическая адаптация

1. Степень защиты: IP65+ для использования на открытом воздухе/в запыленной среде (например, двигатели AGV).
2. Диапазон температур: промышленный: от -20°C до +60°C; специализированный: от -40°C до +85°C.

II. Основы выбора привода

Совместимость с двигателем

1. Согласование тока: номинальный ток привода ≥ номинального тока двигателя (например, двигатель 10 А → привод ≥ 12 А).
2. Совместимость напряжения: напряжение шины постоянного тока должно быть одинаковым (например, 400 В переменного тока → ~700 В постоянного тока).
3. Резервирование мощности: мощность привода должна превышать мощность двигателя на 20–30 % (при кратковременных перегрузках).

Режимы управления

1. Режимы: режимы положения/скорости/крутящего момента; для многоосевой синхронизации требуется электронный редуктор/кулачок.
2. Протоколы: EtherCAT (низкая задержка), Profinet (промышленный).

Динамические характеристики

1. Полоса пропускания: Полоса пропускания токовой петли ≥1 кГц (≥3 кГц для высокодинамичных задач).
2. Перегрузочная способность: постоянный крутящий момент 150–300 % номинального (например, роботы-паллетировщики).

Функции защиты

1. Тормозные резисторы: требуются при частых пусках/остановках или нагрузках с высокой инерцией (например, лифты).
2. Конструкция ЭМС: встроенные фильтры/экранирование для защиты от промышленных помех.

III. Совместная оптимизация

Регулировка инерции

1. Используйте редукторы для уменьшения коэффициента инерции (например, планетарный редуктор 10:1 → коэффициент инерции 0,3).
2. Прямой привод (двигатель DD) исключает механические ошибки, обеспечивая сверхвысокую точность.

Специальные сценарии

1. Вертикальные нагрузки: двигатели, оснащенные тормозом (например, тяга лифта) + синхронизация сигнала тормоза привода (например, сигнал SON).
2. Высокая точность: алгоритмы перекрестного сопряжения (погрешность <5 мкм) и компенсация трения.

IV. Рабочий процесс выбора

1. Требования: Определить крутящий момент нагрузки, пиковую скорость, точность позиционирования и протокол связи.
2. Моделирование: проверка динамического отклика (MATLAB/Simulink) и термической устойчивости при перегрузке.
3. Тестирование: настройка параметров ПИД-регулятора и введение шума для проверки надежности.

Резюме: При выборе сервопривода приоритет отдаётся динамике нагрузки, производительности и устойчивости к внешним воздействиям. Серводвигатель и комплект привода ZONCN избавляют вас от необходимости дважды выбирать: достаточно учесть крутящий момент, максимальную частоту вращения и точность.