如何快速伺服电机选型？

上次，我们讨论了如何简单快速调试伺服电机,今天，我们探讨伺服电机如何选型。上面是XY直角坐标机械手，由丝杆作为传动部件。我们知道驱动模组运动可以是步进电机，也可以是伺服电机，但是对于我们设备制造商，我们不仅要考虑功能实现，而且还要考虑设备集成的成本，伺服电机要比步进电机的价格要高很多，所以，对于上面驱动电机，选用什么电机非常有必要。

是选用步进电机还是伺服电机呢？


选用那种电机，我们主要从这三方面考虑

1、转速

步进电机转速一般在600-1000转/分

伺服电机3000-5000转/分

2、扭矩

步进电机V/F曲线


伺服电机V/F曲线


从上面曲线我们可以看出随着步进电机速度增大扭矩在减小（额定转速为600转/分钟），而伺服电机（额定转速为3000转/分钟）是恒扭矩，除非超过伺服电机额定转速转矩才会逐渐减小。

3、精度

我们知道步进电机的精度以步距来衡量，市场上步进电机的步距角一般有0.36度/0.72度（五相电机）、0.9度/1.8度（二、四相电机）、1.5度/3度 （三相电机）德国百格拉公司(BERGER LAHR）生产的三相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°。我们以步距角为0.036°的步进电机为例。

0.036=360/10000

假设给这个步进电机后端加上编码器，那么公式相当于电机转一圈编码器发出10000个脉冲，编码器分辨率是10000。

伺服电机的精度是电机后端的编码器分辨率来衡量的，现在伺服编码器分辨率达到2的23次方，可见伺服电机的精度远远比步进电机精度高。

至于选步进电机还是伺服电机，我们依据上面选择条件就可以选定电机品种了，如果选用伺服电机，那么我们如何确定伺服电机的选型和参数呢？


选定伺服电机，我们依据这三个因素：

转速：


N：电机转速（转/分） V：物体移动速度（m/min） PB:丝杆导程(mm)

转速选择标准：N小于电机额定转速的0.8倍

转矩：


T总：驱动总转矩 T负载：负载转矩 T惯量：惯量转矩 F：负载推理也就是摩擦系数乘以负载重力 PB：丝杆导程 J总：系统总惯量 β :角加速度J负载：负载的惯量 J联轴节：联轴节的惯量 J丝杆：丝杆的惯量 M：负载重量 D：直径 N：转速

转矩选择标准：T总小于电机额定转矩的0.8倍

精度

我们以上银丝杆为例，来看看伺服电机和丝杆选配


以精度等级为C6的丝杆为例，现不考虑负载大小、加减速度和减速比.C6重复定位精度是0.023mm，导程是5mm ，那么伺服电机编码器分辨率要大于（5/0.023）理论上可以满足定位需求。但是在实际，不管是速度，扭矩，还是精度选择是要留些余地。