西门子V90伺服电机选型时功率的计算与选型

时间：2018-08-20

西门子V90伺服电机选型时功率的计算与选型西门子V90伺服是西门子推出的一款小型、高效便捷的伺服系统，可以实现位置控制、速度控制和扭矩控制。下次将以示例形式介绍如何对 SINAMICS V90驱动的电机负载进行计算，之后根据计算结果来选取不同功率的V90伺服电机及驱动器。目前 V90 系列驱动器及伺服电机的订货信息如下图所示。

　图 Sinamics V90 系列驱动器与伺服电机

伺服电机驱动负载功率的计算步骤

伺服电机及驱动器的选型基本步骤如下图所示：

图伺服电机驱动器的的选型基本步骤

上图中的标注说明：

1）：确定机构类型以及其细节数据，如：滚珠丝杆长度、滚珠丝杆的直径、行程、带轮直径等。

对于典型的三种机构类型如下图所示：

图典型的三种机构类型

2）：确定运行模式，包括加速时间(ta)、匀速时间(tu)、减速时间(td)、停止时间(ts)、循环时间(tc)和运动距离(L)等参数。如下图所示：

图一个工作周期的速度-时间曲线图

3）：改进的措施有：增加减速机构、变更速度曲线、选择大容量电机、降低负载惯量等方法。

计算负载功率和伺服电机选型示例

下面将以滚珠丝杆为例来说明电机选型时功率计算的步骤滚珠丝杆机构和运行模式的相关数据如下表所示。

机构		运行模式
工件重量（W）	40 kg	加速时间（t a ）	0.15 s
滚珠丝杠长度（Bl）	2 m	匀速时间（t u ）	0.7 s
滚珠丝杠直径（Bd）	0.04 m	减速时间（t d ）	0.15 s
滚珠丝杠螺距（Bp ）	0.04 m	循环时间（t c）	2 s
机械效率（Bn ）	0.9	运动距离（L）	0.5m
联轴器惯量（Jc ）	20×10-6kg·m2 (参见供应的产品目录	摩擦系数 μ = 0.025

表滚珠丝杆机构和运行模式的相关数据

根据负载数据来进行电机选型的四个选型原则如下：

· 等效到电机端的负载转速< 电机的额定转速

· 等效到电机端的有效转矩 < 电机的额定转矩

· 等效到电机端的瞬时较大转矩 < 电机的较大转矩

· 等效到电机端的负载惯量 < 5倍的电机转子惯量

根据上示例计算出的速度、扭矩和惯量比，建议选择 1000W 伺服电机，即 1FL6062。

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