伺服电机控制大型圆盘转动 点击:6148 | 回复:125



123qwe _1

    
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发表于:2012-12-11 21:32:19
楼主
1、转盘直径2.5米,总质量大概2吨,轴承支撑转动;2、转盘中心连接一轴延伸到下端,套齿轮;3、伺服电机+40比减速,减速机轴套齿轮,带动转盘下齿轮,(齿轮与齿轮减速比4:1)联动转盘;4、转盘5秒内做一往复圆周运动。请问:电机多大比较适合;伺服控制定位要注意哪些问题。跪谢。



刘志斌

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发表于:2012-12-13 14:05:19
41楼

引用 ShowMotion 的回复内容:

你要么维持转速,选大功率,要么选小功率,必须降低转速……


1、由转矩公式知道,如果往复运动的周期扩大2倍变成10秒,那么力矩会减小到原来的1/4;

2、由最大角速度公式得出,如果往复运动的周期扩大2倍变成10秒,那么最大角速度是原来的1/2;

3、这样电机的额定功率会下降到31.2KW×1/4×1/2=4KW;

4、这样电机的额定速度也会下降到原来的1/2,例如额定转速3000转/分可以下降到1500转/分(传动比60);

5、所以系统往复运动的周期选择,对电机的功率、额定转速有很大的作用,例如周期扩大2倍到10秒,电机的功率会下降到1/8,额定转速会下降到1/2;

刘志斌

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发表于:2012-12-14 11:55:00
42楼

引用 ShowMotion 的回复内容:

圆盘的转动惯量=mD^2/8=2000*2.5*2.5/8=1563kg.m^2;折算到电机的转动惯量=1563/(40*40)=0.98kg.m^2.……


1、在计算时,有关“折算到电机的转动惯量”的说法和公式,是没有必要的;

2、机械传动就是“杠杆原理”,我们只管算出运动体的转动惯量J、角位移θ、角加速度β、角速度ω、转矩T、机械功率;

3、然后根据机械传动的“杠杆原理”:

(转矩÷传动比)×(角速度×传动比)=机械功率=电机功率/机械效率

4、这样使得计算简明,原理概念清楚,各个物理量关系明确!

123qwe _1

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发表于:2012-12-14 15:47:27
43楼
谢谢你们的回答。。。。。。。。。。。

caoxiangqiang

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发表于:2012-12-14 17:32:22
44楼

爱德利伺服过来学习一下

刘志斌

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发表于:2012-12-14 18:17:56
45楼

5、选电机时,重点看额定转矩、额定转速,不要只看功率;

6、上述计算转矩,没有计算系统摩擦阻力矩,计算转矩必须除以传动机械效率η;

刘志斌

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发表于:2012-12-15 13:37:05
46楼

7、如果往复运动的角位移是半周,即θ缩小1/2,则转矩T缩小1/2,最大角速度缩小1/2,这样电机的功率还会缩小1/4;

8、例如周期为10秒,电机功率是4KW,因角位移缩小1/2,所以电机功率下降到1kw;

刘志斌

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发表于:2012-12-15 13:39:41
47楼
9、大家看到往复运动的周期、角位移对电机动力矩、功率的要求十分重要!!!

刘志斌

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发表于:2012-12-15 22:23:48
48楼

1、机械传动系统属杠杆原理;

2、杠杆原理有一句话是“省力不省功”;

3、这就是说推动圆盘动力做得功或者功率不变;

             

刘志斌

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发表于:2012-12-16 19:59:39
49楼
4、这就是说机械传动改变了动力力矩和速度,但不改变动力的功率!            

刘志斌

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发表于:2012-12-16 20:04:44
50楼

5、所以我们做计算时,只需要计算运动体运动需要的力矩、速度、功率;

6、然后根据传动比轻松地计算出电机的力矩、速度、和功率;

7、不需要进行转动惯量的轴与轴之间的折算!

刘志斌

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发表于:2012-12-17 10:42:17
51楼

我们再讨论一下运动控制的精度是怎么提高的?

1、如果楼主的圆盘驱动传动比是200;

2、那么电机转动一圈,圆盘转动360°/200=1.8°;

3、那么电机转动100°,圆盘转动100°/200=0.5°;

4、那么电机转动10°,圆盘转动10°/200=0.05°;

5、那么电机转动1°,圆盘转动1°/200=0.005°

刘志斌

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发表于:2012-12-17 10:45:50
52楼

6、如果编码器用360刻线的,那么1个脉冲圆盘的控制精度就是0.005°;

7、所以控制的精度的大小,与传动比有直接的关系,而与编码器的刻线数没有关系;

刘志斌

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发表于:2012-12-17 10:48:04
53楼
8、编码器的刻线数,只是精确检测电机转过了多少角度!它不控制电机以及圆盘的运动的角位移!

刘志斌

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发表于:2012-12-17 10:54:23
54楼
9、或者这样说,电机以及圆盘转了多少度,编码器度能检测出来,但是编码器不能叫电机以及圆盘转多少度就转多少度!

ShowMotion

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发表于:2012-12-17 11:16:26
55楼

引用 刘志斌 的回复内容:5、所以我们做计算时,只需要计算运动体运动需要的力矩、速度、功率;6、然后根据传动比轻松地计算出电机的力矩、速度、和功率;7、不需要进行转动惯量的轴与轴之间的折算!



刘老师:要您不要下结论,您肿么不听劝呢?难道仅仅是我数次反驳过您??伺服电机的转动惯量是一个很重要的指标,您你是不是又当成工频电机考虑了???您知道伺服电机有惯量范围这一说吗????折算是一定的,不管你是折算惯量、力矩、还是转速,最终都要落在电机上,对选型都是重要依据。

 

刘志斌

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发表于:2012-12-17 12:12:07
56楼

引用 ShowMotion 的回复内容:

引用 刘志斌 的回复内容:5、所以我们做计算时,只需要计算运动体运动需要的力矩、速度、功率;6、然后根据传动比轻松地计算出电机的力矩、速度、和功率;7、不需要进行转动惯量的轴与轴之间的折算!刘老师:要您不要下结论,您肿么不听劝呢?难道仅仅是我数次反驳过您??伺服电机的转动惯量是一个很重要的指标,您你是不是又当成工频电机考虑了???您知道伺服电机有惯量范围这一说吗????折算是一定的,不管你是折算惯量、力矩、还是转速,最终都要落在电机上,对选型都是重要依据。 


1、伺服电机的转动惯量是一个很重要的指标;

2、伺服电机的转动惯量,不是运动体的转动惯量;

3、伺服电机的转动惯量,可以分别计算,与负载惯量计算无关,与负载运动参数无关,你选什么电机负载都要按要求去运动;

4、例如载重汽车拉货,货物是一定的,你选什么车货物的运动是一定的,车的自重另计算;

5、我说的是运动体的转矩、速度、功率,与你说的电机转子的转动惯量需要的转矩、速度、功率,是两回事,分别计算就是了!

 

刘志斌

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发表于:2012-12-17 12:15:53
57楼

7、看看你的计算过程和结果:

圆盘的转动惯量=mD^2/8=2000*2.5*2.5/8=1563kg.m^2;

折算到电机的转动惯量=1563/(40*40)=0.98kg.m^2.

这个惯量可不小啊,

大盘5秒一次往返圆周,相当于2.5秒一圈,并且是先加速后减速;

伺服2.5秒完成40圈先加速后减速,相当于1秒钟完成16圈的先加速后减速,折算成最小的平均速度960圈/min,最小的加速度是前0.5秒转到1920,后0.5秒1920到0转。最小加速度=3940转/min/s=65.7转/s/s=65.7*2*3.14=413.

最小的加速力矩T=J*a=0.98*413=405牛米,电机扭矩不小。

按照大电机的常规转速1500转/min,25转/s;

电机功率=405*25*2*3.14=63.585kW

刘志斌

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发表于:2012-12-17 12:18:38
58楼

8、你的计算过程,并没有计算伺服电机的转子惯量;

9、而你计算的电机功率是63.585kW,我计算的结果是31.2KW;

10、我们两个谁计算错了呢?

ShowMotion

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发表于:2012-12-17 12:25:37
59楼

刘老师:电机的转动惯量范围是一个保证电机正常工作的重要技术指标,被控制对象的转动惯量是要受限制的。您使用伺服从来都不关心惯量吧?

 

刘志斌

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发表于:2012-12-17 12:39:44
60楼

11、“折算到电机的转动惯量=1563/(40*40)=0.98kg.m^2.”,式中应该是40*4,所以计算结果应该是9.8kg.m^2.;

 


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