电机选型的依据和重点

因AC小型标准电机、无刷电机、步进电机、AC伺服电机的特性各不相同，选用时要注意的重点（确认项目）也有所差异。

1 AC小型标准电机

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1.1 负载造成的转速变动

AC小型标准电机的实际转速受到负载转矩的影响，相比同步转速会降低几个百分点。

选用AC小型标准电机时必须在发生这种转速降低的前提下选用。

1.2  时间额定

即使是输出功率相同的电机，因电机种类不同，其连续额定、短时额定也各不相同。应依据驱动时间(模式)来选用。

1.3  减速机的容许负载转动惯量

使用减速机与电机组合，执行瞬时停止(制动器等)或是频繁的断续运行、瞬时正反运行等时，因负载转动惯量过大，可能造成减速机的破损，因此选用时必须选在减速机的容许负载转动惯量以下。

2  无刷电机

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2.1容许转矩

对于安装了专用减速机 的无刷电机联体型产品，请参考减速机输出轴的容许转矩一览表。请选择负载转矩不超过容许转矩的产品。

2.2  容许负载转动惯量

无刷直流电机为了避免减速时由于再生电力所造成的警报，并且为了实现稳定的速度控制，所以规定了容许负载转动惯量的数值，请选择负载转动惯量不超过容许值的产品。联体型有其自己的容许负载转动惯量，请选择不超过该值的产品。

2.3  有效负载转矩

BX系列在频繁运行、停止时，请勿使有效负载转矩超过额定转矩。超过时，过载保护功能起动，电机停止。

3  步进电机

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3.1  必要转矩的确认

选择步进电机时，在最大同步转矩以内，选用根据运行速度N_M(f₂)与必要转矩T_M表示的运行区域内的电机。

安全系数S_f的基准值

对象组合产品	安全系数(基准值)
2相5相步进电机	2
	1.2─2

3.2  对温度上升的考虑

步进电机长时间连续运行的话，会致使温度上升，超过电机内部的耐热等级130(B)温度，使得绝缘性能劣化。随运行速度、负载条件及安装状态等条件不同，上升的温度也会发生变化。请以运行占空比50%以下为基准进行选型。运行占空比超过50%时，请选择转矩较为充裕的电机，并采用降低运行电流的使用方法。公众号《机械工程文萃》，工程师的加油站！

运行占空比=(运行时间/（运行时间+停止时间）)×100

3.3  加减速常数的确认

选择步进电机时，用运行速度N_M与必要转矩T_M表示的运行区域需控制在最大同步转矩以内。但是控制器输出的脉冲信号，其加减速时的脉冲速度为阶梯状变化，剧烈加减速时段差会增大。因此，在大负载转动惯量的条件下，即使指示进行剧烈加减速也可能无法运行。为使得选用的电机运行更正确，请确认其加减速常数在下表的参考值以上。

加减速常数(结合EMP系列的参考值)

对象组合产品	安装尺寸	加减速常数TRS [ms/kHz]
5相步进电机	20、28、42、60	20以上
	85 (90)	30以上
2相步进电机	20、28 (30)、35、42、 50、56.4、60	50以上
	85 (90)	75以上
	28(30)、42、60、85(90)	0.5以上*

表示无需确认此项目。表中的数值为EMP系列设定的下限值。

减速机型时也是上述加减速常数。但是，在使用半步，微步时需进行以下换算。

T_RS  – 加减进常数[ms/kHz]；

  – 步距角 [°] ；

 – 参照下表；i  – 减速机型的减速比

系数

对象组合产品	[°]
5相步进电机	0.72
2相步进电机	1.8
	0.36

3.4  惯性比的确认

惯性比按以下计算式计算。

惯性比 = J_L / J₀

式中：J₀  – 转子转动惯量[kg·m²] ；J_L  –  全负载转动惯量[kg·m²] ；

采用减速电机时

惯性比 = J_L / (J₀ ·i² )

式中：J₀ – 转子转动惯量[kg·m²] ；J_L – 全负载转动惯量[kg·m²] ；i – 减速比

若步进电机的惯性比大，则起动、停止时的过冲现象与回冲现象也变大，因而会影响起动、稳定时间。但是，控制器输出的脉冲信号，其加减速时的脉冲速度为阶梯状变化，剧烈加减速时段差会增大。因此，若惯性比较大可能导致无法运行。为使得选用的电机运行更正确，请确认其惯性比在下表的参考值以下。公众号《机械工程文萃》，工程师的加油站！

惯性比（参考值）

对象组合产品	安装尺寸	惯性比
2相5相步进电机	20、28、35	5以下
	42、50、56.4、60、85	10以下
	28、42、60、85	30以下

若超过表中数值范围时，建议使用减速机型。

4  AC伺服电机

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4.1 容许负载转动惯量

为进行稳定控制，AC伺服电机规定了容许负载转动惯量。选用AC伺服电机时，请注意勿使负载转动惯量超过这一容许值。

对象组合产品	容许负载转动惯
NX系列	转子转动惯量的50倍以下*

*自动增益调整时，可进行最多转子转动惯量50倍的运行；手动增益调繁时，可进行最多100倍的运行。

4.2  额定转矩

只要负载转矩T_L与AC伺服电机的额定转矩之比为1.5-2以上就能够进行驱动。

额定转矩 / 负载转矩 ≧ 1.5-2

4.3瞬时最大转矩

请确认必要转矩小于AC伺服电机的瞬时最大转矩。（此时，必要转矩的安全系数S_f的基准值为1.5 ~2）

此外，请注意能够使用瞬时最大转矩的时间会根据电机的不同而有所差异。

瞬时最大转矩和使用时间

对象组合产品	使用时间	瞬时最大转矩
NX系列	约0.5秒以内	额定转矩的3倍时(额定转速时)

4.4  有效负载转矩

只要有效负载转矩与AC伺服电机的额定转矩之比，即有效负载安全系数为1.5 ~ 2以上，就能够驱动。

有效负载安全系数 = 额定转矩 / 有效负截转矩

4.5  整定时间

相对于使用脉冲信号的位置指令，AC伺服电机的实际运行会存在延迟。这个延迟差称为整定时间。

因此，根据运行模式计算出的定位时间加上该整定时间即为实际的定位时间。

NX系列的出厂时整定时间为60 ~ 70 ms，但，使用机械刚性设定开关更改增益参数后，整定时间会发生变化。

资料来源：根据某品牌电机选型型录资料整理

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