高扭矩直驱伺服电机的扭矩怎么计算？

高扭矩直驱伺服电机 因其超高扭矩备受市场青睐，万里疆科技专业生产高扭矩直驱伺服电机，高扭矩代表高性能，下面就让小编给大家带来高扭矩直驱伺服电机的介绍。

什么是扭矩？

扭矩（正名叫转矩）是伺服电机性能的一个重要指标，但是一般电机的扭矩是专随着负载的变化属而变化的，即：负载大时扭矩大、负载小时扭矩小（可近似理解为随着负载的变化，电流也随之变化）。这就产生了一个弊病：不能够很好地保持同一个速度，所以有了恒扭矩伺服电机。也就是：恒扭矩伺服电机当负载变化时，尾部的编码器迅速反馈给驱动器来调节转速，不管负载大小，总是以额定扭矩的姿态准备运行，这个反应时间是非常短的。

伺服电机的扭矩怎么计算？

电机的扭矩是通过电机的电流得到的。首先要知道电机的额定电流，然后做矢量变换，得到两个电流分量，励磁电流和扭矩电流。再通过动态测试，得到真实的额定励磁电流分量，额定的扭矩电流分量就确定了。在运行过程中，变频器通过不同转速状态下检测到的电机电流，即可计算出扭矩。

举例：有一导程为10MM的丝杠,长200MM,直径10MM,丝杠和电机轴同心,就是一条直线上,丝杠和电机是立着安装，问丝杠想拉一个20公斤的物体以100MM/S的速度上升或下降需要的扭矩。

根据P=FV公式求出功率——F就是20公斤换算出来，V就是100mm/s换算出来；然后根据T = 9550P/n 公式求出转矩，式中：P —功率，kW；n —电机的额定转速，r/min；T —转矩，Nm。

扭矩控制方式是伺服系统只进行扭矩的闭环控制，即电流控制，上位机的算法也简单，只需要发送给伺服单元一个目标扭矩值，是一个模拟量。多用在单一的扭矩控制场合，比如在印刷机系统中，一个电机用速度或位置控制方式，用来确定印刷位置，另一个电机用作扭矩控制方式，用来形成恒定的张力。这三种工作方式实际上由三个控制回路来实现的。

万里疆的高扭矩直驱伺服电机，可以满足各类客户需求，备受市场青睐。高扭矩直驱伺服电机：扭矩范围0-1700Nm，转速范围0-1000rpm；直接与负载连接，运动平滑无背隙；提供高性能反馈元件，极高精度和可重复性；大孔径中轴设计；去除联轴器、减速机节约成本。

直驱伺服电机

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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。

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