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我们在为特定的应用选择合适的伺服系统时,是有很多因素需要考虑的。为了实现整个伺服系统的优性能,有一下9方面需要着重考虑。
1、电机规格的选择
电机启动时,有3个重要的标准:转速、转矩和转动惯量。
前面两个标准显而易见,一般情况下,可利用生产制造商提供的“选型”软件进行计算。使用这些程序时,输入应用中所需的运动类型,软件根据负载和传动的类型(变速箱、皮带、齿条和齿轮、滚珠丝杆等),就可以自动计算所需的转矩和转速。
虽然转动惯量不是那么直观,但是同样重要。由于在大多数的轴联器与其连接的机械传动装置之间,有某种程度的依从性,所以至关重要的一点是与电机的转动惯性相比,负载的反射惯性不能太大。
由于两者比例上升增加,会导致调节难度显著增加。随着调节算法的发展、微处理器速度的提升,允许的比例也随之增加,但是传统上使用的10:1的负载-电机惯性比,是一个比较安全的选择。
2、负载连接
电机是否应该直接连接?有些伺服装置,允许将负载直接连接到电机的转子上。在小依从性以及较低的加/减速率的情况下,可以实现超过100:1的惯性比。生产制造商提供的选型软件,是调整这些设计准则以将系统的惯性比限制在适当范围之内的工具。
3、能源再生利用
在很多应用场合中,伺服系统需要考虑的另一个因素,是处理电机及负载所产生的可重复利用能源的能力。这里涉及到的是伺服系统的放大器。当电机的转矩在某一方向,而电机的运动方向则与其相反,那么电机会将再生能源传回放大器。这是因为电机和发电机的基本设计是一样的。
将能量传递给电机的绕组,将会产生电磁场,这样电机的转子及永磁体就会随之转动。与此类似,当电机转子转动时,永磁体励磁将能量传递给绕组。驱动利用再生能源有很多不同的途径。某些小型的驱动利用母线电容器来吸收这些能量,而更大一点的驱动则是用内部电阻发热来消耗这些热量。生产制造商提供的选型软件,一般会给出是否需要能量再生工艺。
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