伺服选型方法—以施耐德Lexium系列伺服为例

今天，工控专家来和大家聊一聊伺服的选型（以施耐德Lexium系列伺服为例）。

伺服的选型一般分为伺服驱动器和伺服电机 选型两方面进行，伺服驱动器的选型比较简单，主要按控制方式来选：脉冲控制、模拟量控制和总线控制3种，而总线控制种类就多了，这主要根据你选型的品牌来决定。如果采用施耐德的伺服，就有MODBUS、CANopen、CANmotion等。同时选型要考虑到被控对象的运行方式：转矩控制、转速控制还是位置控制，比如某些简易伺服不支持转矩控制等。当选定了伺服驱动后，就可以据此选择和驱动器匹配的伺服电机了。当然先选择伺服电机，确定了电机的功率、转矩、转速和惯量后再根据控制方式等要求来选择对应的伺服驱动器，也是可以的。因为简单，我先把驱动器的选择先讲了，下面主要是对伺服电机选型的一点看法。

首先介绍一下伺服电机的分类；按照伺服电机使用的电源不同，可分为直流伺服电机和交流伺服电机，其中交流伺服电机又分为同步伺服电机和感应伺服电机，这似乎和普通电机的分类类似，但伺服电机有着普通电机无法比拟的优点：高转速精度、高位置精度、高动态响应等，一般用在需要精密控制的场合，随着工业4.0的推进，伺服电机已成为其中最不可或缺的一环。

选用伺服电机时，对电机外部工况需要关注以下几个因素。

1、负载机构（要确定机构类型以及其技术细节数据，如丝杆的长度，丝杆的直径，导程等等），有三种典型的负载机构类型如下：（一般知名厂商会有对应的软件进行匹配，进行相应的参数计算来确定具体的型号等）。

2、动作模式（决定控制对象部分的动作模式，时间与速度的关系；将控制对象的动作模式换算为电机轴上的动作形式；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）。

3、负载的惯量、转矩和转速（经换算可得到电机轴上的全负载惯量和全负载转矩）。

4、定位精度（确认编码器的脉冲数是否满足系统要求规格的分辨率）。

5、使用环境（如环境温度、湿度、使用环境大气及振动冲击等等）。  

在完以上的计算之后，根据得到的信息我们基本可以进行初步的电机选型。在选用对应伺服电机规格时，需要关注以下6个方面（厂商选型手册上会有更加全面的信息）：

1、电机容量（W）

2、电机额定转速（rpm）

3、额定扭矩及最大扭矩（N • m）

4、转子惯量（kg • ㎡）

5、抱闸（制动器）（根据动作机构的设计，考虑在停电状态或静止状态下，是否会造成对电机的转动趋势。如果有转动趋势，就需要选择带抱闸的伺服电机）

6、体积、重量、尺寸，和减速器的连接方式等

根据负载数据来进行电机选型的四个选型原则如下：

等效到电机端的最大负载转速 < 电机的额定转速

等效到电机端的连续工作转矩 <= 电机的额定转矩

等效到电机端的瞬时最大转矩（加速） < 电机的最大转矩

等效到电机端的负载惯量 < 5-8 倍的电机转子惯量（惯量匹配）

电机及驱动器的选型基本步骤：

 

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

上面关于伺服电机选型的介绍都是具有共性的电机选型方法，很多厂商也会提供各自品牌的电机选型软件，而施耐德的选型工具软件Lexium Sizer涵盖了施耐德很多系列的伺服电机。可以帮助客户更加高效的完成选型工作。

施耐德伺服电机选型常用工具及文档资料在施耐德电气中国网站上都可以找到（或者咨询你的供货商获取），有兴趣的朋友可以访问它的链接，在其搜索栏中输入你要搜索的伺服类型或工具名称，均可以找到你要的内容：

 施耐德电气中国官网：https://www.schneider-electric.cn/zh/

 施耐德伺服主要分以下几个系列：

  1、Lexium 16系列伺服(大道至简，悟在天成. 易操作易调试的通用型伺服，专注于点对点定位应用）

  2、Lexium 26系列伺服（精心所配，随心所选）

  3、Lexium 28系列伺服（块稳兼备，伺机而动）

  4、Lexium 23 Plus系列伺服（高性能的的伺服系列，符合亚洲操作习惯. 高性能的的伺服系列，符合亚洲操作习惯）

  5、Lexium 32系列伺服（从 0.2 到 7kW 新世代高性能伺服.）

同时，施耐德还有集电机和驱动器于一体的一体化驱动产品，如果您想深入了解的话，欢迎致电400-8286-328或者咨询我们的在线客服哦~