如何快速学会伺服电机扭矩控制？#关注我每天坚持分享知识

伺服电机的扭矩我们怎么玩？如何快速学会应用？

伺服电机的扭矩我们怎么玩？把它玩的明白，今天我们就花几分钟的时间把这事情讲的明明白白。因为现在作为自动化行业很多都会用到4伏电机，不管你是什么样的控制环境，工控设备都可能用到4伏电机。因为4伏电机现在功能太强大，有扭矩模式、速度模式、位置模式，你想用什么样的功能都离不开扭矩参数。

所以说我们在设计或者在应用设备的时候到底来怎么去理解扭矩，或者在什么情况下去使用扭矩，或者扭矩我们来怎么控制，包括动态扭矩或者静态扭矩。废话不多说，我们来开始讲。

·第一个就是开环扭矩控制，这是第一个应用的点。什么叫开环？开环扭矩控制就相当于我们是步进电机，步进电机发生脉冲，发生脉冲之后它没有信号编码器的反馈，这叫开缓。如果作为扭距控制，它如果说末端没有扭距传感器，相应的传感器，这也叫开缓控制。

也就比如说我们4伏电机用扭矩模式，转距模式去控制4伏电机，这个转距是多少就是多少，但是实际的扭距或者转距值我们实际上不清楚，这就开环控制。开环控制应用在哪些范围，或者哪些设备当中，或者经常要用到这个情况。

比如说我们对扭矩不需要去知道具体的东西，比如说我们位置控制的时候，我们要判断这个丝杆，这个电机有没有卡住，外部负载有没有过重，或者外部负载有没有突然增大，这种情况就可以用开环控制。

就说外部我不需要去接传感器，单单仅靠我们4伏电机的运算得到它的扭矩，4伏电机的扭矩值，你去读取这个参数，读出来之后，这个扭矩值到底是什么，就是个百分比。通常市面上的4伏电机的百分比是在1%。

也说打一个比方，你是10Nm的4伏电机，它的读出来的扭矩值，或者射进去的扭矩值，基本上都是在1%为单位。这个1%是怎么计算出来的？它是靠4伏电机驱动器的厂家来调试运算得出来的。说白了，还是靠的是伺服电机线圈的电流值来确定经过大量的数实验试验，然后总结或者补偿得到的扭矩值百分比。

这个就根据伺服电机厂家仁者见仁，智者见智了，有精度好一点，有精度不好一点，这就是伺服电机厂家来说了算，所以这是开环控制。闭环控制是什么意思？就是闭环控制就在伺服或者在电机轴，或者电机伺服电机减速箱，然后前面再加一个扭矩传感器，静态扭矩传感器越接近被测物体，它的闭环控制读取进度越高。

扭矩传感器的精度值，比如说静态扭矩传感器一般精度在1/1000，然后动态扭矩一般是0.3%，也就3/1000，有动态扭矩的精度比静态扭矩还稍微差一点。因为动态扭矩时尚把控起来非常复杂，而且有很大的可变性。

因为大家都知道扭矩传感器实际上读出来也是经过传感器的电流值，经过运算得出来一个东西，然后材料经过扭曲变形之后，它有一个线性或者非线性的变化，这个变化也是要靠运算器去运算之后得到一个数据。

所以这就需要生产传感器的厂家要有个标定机，标定机的好坏，它的精度好坏也决定了生产出来的传感器读取出来之后的数据的好坏，这是一个非常闭环的东西。

所以事情就来了，比如说要控制一个轴或者被测物体的静态扭矩传感器，这个时候控制方法就非常多了。

·第一个很简单，就是靠伺服电机的转距模式和速度模式，或者位置模式去控制，给它一个转距的限制，一个限制扭矩。

·如果想要达到一个什么功能，如果要达到一定的转距之后就保持不动，这就可以转距模式。

·如果是要以速度连续旋转的，那就用速度模式，然后限制扭距这样去控制。

·如果要是走位置，在走位置的过程中要对扭距值进行判断，或者是控制，那就位置模式再加上限制扭距，就可以操作。所以这是静态扭矩的控制。

如果是动态扭矩，它的控制起来就非常复杂，因为涉及到产品的惯量、旋转轴的惯量、惯性，还有传感器的精度、线性精度等等都会有所不一样。

确定好控制方法和基本要求之后又涉及到什么问题？比如静态扭矩传感器，给它一个扭矩之后马上加载，加载到扭矩之后会发生什么问题？比如加载到扭矩值70扭米，加长到70扭米之后如果锁不住，扭矩值会迅速下降，会衰减，衰减涉及到保持力的问题。

这个跟减速箱跟4伏电机的缩减率都有关系，就算保持到63牛米之后还会发生什么情况？还会慢慢往下降，往下降的过程就是传感器的儒变的过程，这就是任何传感器都会有儒变的性能，所以就要看要求了。

如果要求是让读出来的传感器保持不变，这个时候就要做动态的去控制静态的扭矩。动态扭矩就涉及到整定，整定掉了一点点，要再往上加一点点，加上去多了就往下减一点点。这个时候很多人、很多朋友都可能靠自己去写程序，也有可以自己稍微改一个整定程序去慢慢去整定，但是去自己写的程序始终又费很多时间。

所以厂家PLC厂家会给参数值叫PID功能，PID功能去调试设备可能比较方便一点。而且PID就是在改进更换参数之后，PID改更改一些相应的参数，p参数、i参数和k参数、d参数，改这三个参数之后慢慢去调整，基本上是能调到非常好的效果状态。

又有朋友问了我，扭矩模式怎么去用PID？当然PID有很多控制方法，各种控制方法，数也数不清，也说不完。

上次的视频也有懂的朋友在评论区说出了这样一个控制功能，比如老王喜欢用什么样的功能，如果要用PID来控制动态扭矩或者静态扭矩是怎么去控制？用传感器的数据，传感器要选什么样的数据？目前市面上的传感器有两种数据，第一种是通讯得到的一种数据，第二种是模拟量数据。

通讯的特点是什么？它是操作简单，不需要模拟量模块，不需要其他什么模块。当然也可以用通讯去做PID的输入参数，输入信号。但是老王不建议为什么通讯有延迟，延迟非常大，会很难调出PID的参数值，达到想要稳定的状态，通讯会有延迟的。

所以建议用模拟量模块，输出0-10伏的电压值给到PRC的模拟量，模拟量计算之后用PID参数是输出模拟量，输出的模拟量又来怎么控制？又来去控制4伏电机的扭矩值，而不是来控制4伏电机的内部转距。

在很多刚开始新手可能真的不是太明白到底去怎么控制，或者不知道去怎么控制，其实就是要最好的方法，可能就是这种方法去做比较好一点，其他方法也能做。PID能控制位置模式，控制位置模式，来位置来给扭矩值，这也可以。当然我没试过，也可以去试一下PID去控制内部转距，内部转距的函数也可以，但是能不能达到想要的要求不确定。

但是老王用这种方法去控制其实是非常准的，而且设备已经应用的很好了。设备这样做下来之后，可以排除传感器本身的精度2%或者3%的精度之后，0.2%、0.3的精度之后，基本上是能保持扭矩值，在精确范围内0.01是没问题的。

这在设置或者是选取传感器的时候实战又有很大的帮助，选择、区别。比如伺服电机要选多大的扭矩值？减速箱用多大的？减速箱要用什么样的？减速箱这些可能都会影响设备的参数或者最终的精度值。

说到这里肯定很多朋友都可能会吐槽到底能不能控制到0.01流米？这个就是仁者见仁，智者见智了。如果有不相信的朋友可以自己去试验一下。

如果有想学习PLC的朋友或者想向自动化进军的朋友，关注老王，老王带你进军自动化。感谢收看，欢迎点赞、关注、评论，下期再见。学习PLC不迷路。

伺服电机扭矩、转速和功率

对常用的电机而言，扭矩、转速和功率这三个指标是相关的。

扭矩示意图

扭矩、转速和功率是机械工程中描述动力系统的三个主要参数。它们之间的关系可以通过以下公式来表示：

1. 功率 = 扭矩 × 转速

2. 扭矩 = 9550 × 功率 / 转速

3. 转速 = 功率 / (2π × 扭矩)

简单来说，在功率一定的前提下，转速和扭矩成反比例关系。也就是说，当转速增加时，扭矩会减少；反之，当转速降低时，扭矩会增加。这是因为扭矩是表示物体产生扭转力的量，而转速则是表示物体每分钟旋转的次数。当功率保持恒定时，这两个参数之间存在着这种相互制约的关系。

此外，电机的输出转矩必须大于工作机械所需要的转矩，这样才能确保电机能够有效地驱动工作机械。

它们之间具体的换算关系如下：

功率=扭矩X转速/9550

（功率P：kW，扭矩T：Nm，转速n：rpm）

P=Tn/9550

例如松下伺服电机的参数表：

摘自：松下伺服电机样本手册

对应的电机功率：0.64X3000/9550=0.20 Kw

----分割线----

为什么会有功率和转矩*转速之间有个9550的系数的关系

关于功率、转矩、转速之间关系的推导如下：

① 功率=力*速度

P=F*V------------------------------------------------------------------[公式1]

② 转矩(T)=扭力(F)*作用半径(R)------推出

F=T/R------------------------------------------------------------------[公式2]

③ 线速度(V)=2πR*每秒转速(n秒)=2πR*每分转速(n分)/60=πR*n分/30----------------[公式3]

将公式2、3代入公式1得：

P=F*V=T/R*πR*n分/30=π/30*T*n分-----

P=功率单位W，

T=转矩单位N·m，

n分=每分钟转速单位转/分钟

如果将 P 的单位换成 KW，那么就是如下公式：

P*1000=π/30*T*n

30000/π*P=T*n

30000/3.1415926*P=T*n

9549.297*P=T*n

这就是为什么会有功率和转矩*转速之间有个9550的系数的关系。

相关问答

伺服电机的扭矩能到多大?

一般都是3倍的,但有些像安川等的日系伺服可以达到5倍,但肯定是不能这样使用的。直流电机的起动转矩由自己设定,假如全压直接起动,可以达到额定转矩的20多倍...

伺服电机扭矩简单的计算方法?

伺服电机扭矩根据公式T=9550P/n计算。公式T=9550P/n中:P=功率,kW(千瓦)。n=电机的额定转速,r/min(转/每分钟)。T=转矩,Nm(牛·米)。交流伺服电动...伺服...

伺服电机最大扭矩是多少?

一般都是3倍的,但有些像安川等的日系伺服可以达到5倍,但肯定是不能这样使用的。直流电机的起动转矩由自己设定,假如全压直接起动,可以达到额定转矩的20多倍...

伺服电机的扭矩如何计算?

伺服电机的扭矩可以通过以下公式计算:扭矩=转矩系数*电流。其中,转矩系数是伺服电机的一个参数,可以在电机的性能参数表中找到。电流可以通过控制器对电机进行...

伺服电机扭矩怎么计算的?

1伺服电机的扭矩计算需要考虑多个因素,不是简单的公式计算就能解决的。2扭矩计算的主要影响因素包括:负载惯性、转速、加速度、减速度等。3在实际应用中,可...

伺服马达低速时扭矩有多大?

一般都是3倍的,但有些像安川等的日系伺服可以达到5倍,但肯定是不能这样使用的。直流电机的起动转矩由自己设定,假如全压直接起动,可以达到额定转矩的20多倍...

伺服电机扭矩效率多少?

伺服电机扭矩根据公式T=9550P/n计算。公式T=9550P/n中:P=功率,kW(千瓦)。n=电机的额定转速,r/min(转/每分钟)。T=转矩,Nm(牛·米)。交流伺服......

台达伺服扭矩参数?

伺服运动的过程有三种方式:位置模式、速度模式、扭矩模式。位置模式的方向一般为:正反转脉冲脉冲+方向等等。速度模式的一般为:外部电压-10~10V的电压信号,...

伺服电机扭力小如何调整?

电机的扭矩和电压电流是有固定关系的。伺服驱动内部实时对电压电流进行测量,并反馈调节输出。只要控制住电机线圈的电压电流,就能控制输出扭矩。通过即时的改...

伺服电机超速转扭矩会下降吗?

电机的扭矩和电流直接相关,由最基本的楞次定律就可以推断,电流低时扭矩也小。直流伺服电机,它包括定子、转子铁芯、电机转轴、伺服电机绕组换向器、伺服电机...