如何判斷伺服電機的性能

伺服電機，按照通常的區(qū)分劃分為步進電機、直流有刷伺服電機、直流無刷伺服電機、交流伺服電機， 隨著科技的日益進步，很多特種伺服電機應(yīng)運而生，比如壓電陶瓷電機、直線電機以及音圈電機，在這里我 們主要講講通常意義下伺服電機的選擇。
選擇什么樣的伺服電機，在很大程度上取決于負(fù)載的物理特性，負(fù)載的工作特性、系統(tǒng)要求以及工作環(huán) 境。一旦系統(tǒng)要求確定后，無論選擇何種形式的伺服電機，首先要考慮的是選擇多大的電機合適，主要考慮 負(fù)載的物理特性，包括負(fù)載扭矩、慣量等。
在伺服電機中，通常以扭矩或者力來衡量電機大小，所以選電機 首先要計算出折算到電機軸端負(fù)載扭矩或者力的大小。計算出扭矩以后需求留出一部分余量，一般選擇電機 連續(xù)扭矩>=1.3倍負(fù)載扭矩，這樣能保證電機可靠的運行。

除此外還需求計算折算到軸端負(fù)載慣量的大小， 一般選擇負(fù)載慣量：電機轉(zhuǎn)子慣量
選擇出用多大扭矩的電機后，需求做的是了解負(fù)載的工作特性和工作環(huán)境。負(fù)載的工作特性包括如負(fù)載 是高速還是低速運行，加速度需求達到多少，是否需求頻繁起停，頻率需求達到多少，系統(tǒng)運行精度等等。 這時選擇伺服電機也并沒有什么特定的規(guī)律可循，關(guān)鍵的是你所選擇的電機必須適應(yīng)你負(fù)載運動的工作要 求。
比如在系統(tǒng)精度要求不高、運動速度在幾百轉(zhuǎn)以下（不超過500轉(zhuǎn)）但不至于過低（大于1轉(zhuǎn)），不需要頻繁起停的情況下，步進電機是一種很好的選擇。這是由于步進電機開環(huán)控制，控制精度低，速度太高， 電機扭矩會下降的很快，將帶不動負(fù)載，速度過低會出現(xiàn)轉(zhuǎn)動不連續(xù)的爬行現(xiàn)象，而且步進電機的響應(yīng)也不 快，不適合頻繁啟動的應(yīng)用場合。當(dāng)運動速度幾轉(zhuǎn)到3000多轉(zhuǎn)以下時，控制精度相對要求較高，可以選擇直 流或者交流伺服電機。

一般情況下，交流伺服電機低速特性不如直流伺服電機，假如負(fù)載工作于較低速，建 議選擇直流伺服電機。而有刷直流電機由于存在電刷換相，會有換相環(huán)火產(chǎn)生，在真空防暴水下等場合是 不能使用的，并且由于環(huán)火使電機軸膨脹以及傳導(dǎo)給連接部件，在系統(tǒng)精度要求高的場合也不能使用。現(xiàn)在 產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中廣泛應(yīng)用的交流伺服電機為交流永磁同步電機，由于其在額定轉(zhuǎn)速以下呈現(xiàn)的恒扭矩特性，所以 多用于負(fù)載扭矩恒定或者變化不大的場合，比如機床進給系統(tǒng)。
選擇是相對的，同一種應(yīng)用，可以用交流也 可以用直流，有時取決于環(huán)境，比如有的機器人項目，交流電源相對而言比較難得到，那就只能用直流伺服 電機了。還有很多特殊應(yīng)用場合，常規(guī)意義的伺服電機是很難完成任務(wù)的，比如超低速平穩(wěn)運行，有的甚至 低到每年幾轉(zhuǎn)，一般的伺服電機完成不了這個要求，只能選擇力矩電機來完成任務(wù)了。又比如需求頻繁起 停、快速響應(yīng)、高加速度，普通伺服也很難滿足要求，一般交流伺服電機帶負(fù)載頻繁起停頻率不會高于 5HZ，而直線電機就不差未幾了，可以做到高加速度有的達30G，起停頻率可到20HZ。
選擇電機的規(guī)律就是 了解負(fù)載特性，了解工作環(huán)境，了解電機特性，只有這樣才能選擇合適的伺服電機。