【伺服、变频器、电磁阀、传感器的选型】

1 伺服电机的选型

电机选型参考五大方面：

• 1、伺服电机参数：要先了解电机的规格型号、功能特性、防护型式、额定电压、额定电流、额定功率、电源频率、绝缘等级等。这些内容基本能给用户正确选择保护器提供了参考依据。

• 2、环境条件：主要指常温、高温、高寒、腐蚀度、震动度、风沙、海拔、电磁污染等。

• 3、电机用途：主要指拖动机械设备要求特点，如风机、水泵、空压机、车床、油田抽油机等不同负载机械特性。

• 4、控制方式：控制模式有手动、自动、就地控制、远程控制、单机独立运行、生产线集中控制等情况。启动方式有直接、降压、星角、频敏变阻器、变频器、软起动等。

• 5、其他方面：用户对现场生产监护管理情况，非正常性的停机对生产影响的严重程度等。与保护器的选用相关的因素还有很多，如安装位置、电源情况、配电系统情况等；还要考虑是对新购电机配置保护，还是对电机保护升级，还是对事故电机保护的完善等；还要考虑电机保护方式改变的难度和对生产影响程度；需根据现场实际工作条件综合考虑保护器的选型和调整。

1.1 计算方法

• 一、转速和编码器分辨率的确认。
• 二、电机轴上负载力矩的折算和加减速力矩的计算。
• 三、计算负载惯量，惯量的匹配，以多摩川伺服电机为例，部分产品惯量匹配可达50倍，但实际越小越好，这样对精度和响应速度好。
• 四、再生电阻的计算和选择，对于伺服，一般2kw以上，要外配置。
• 五、电缆选择，编码器电缆双绞屏蔽的，对于多摩川伺服等日系产品绝对值编码器是6芯，增量式是4芯。

这里只考虑电机的动力问题，对于直线运动用速度v(t)，加速度a(t)和所需外力F(t)表示，对于旋转
运动用角速度 (t)，角加速度 (t)和所需扭矩T(t)表示，它们均可以表示为时间的函数，与其他因素无关。很显然。电机的最大功率P电机，最大应大于工作负载所需的峰值功率P峰值，但仅仅如此是不够的，物理意义上的功率包含扭矩和速度两部分，但在实际的传动机构中它们是受限制的。用 峰值，T峰值表示最大值或者峰值。电机的最大速度决定了减速器减速比的上限，n上限= 峰值，最大/ 峰值，同样，电机的最大扭矩决定了减速比的下限，n下限=T峰值/T电机，最大，如果n下限大于n上限，选择的电机是不合适的。反之，则可以通过对每种电机的广泛类比来确定上下限之间可行的传动比范围。只用峰值功率作为选择电机的原则是不充分的，而且传动比的准确计算非常繁琐。

• 上述选型计算比较麻烦，有时也需要，还可以选择的方法是：
  一种新的选择原则是将电机特性与负载特性分离开，并用图解的形式表示，这种表示方法使得伺服驱动器的可行性检查和不同系统间的比较更方便，另外，还提供了传动比的一个可能范围。这种方法的优点：适用于各种负载情况；将负载和电机的特性分离开；有关动力的各个参数均可用图解的形式表示并且适用于各种电机。因此，不再需要用大量的类比来检查电机是否能够驱动某个特定的负载。
  在电机和负载之间的传动比会改变电机提供的动力荷载参数。比如，一个大的传动比会减小外部扭矩对电机运转的影响，而且，为输出同样的运动，电机就得以较高的速度旋转，产生较大的加速度，因此电机需要较大的惯量扭矩。选择一个合适的传动比就能平衡这相反的两个方面。通常，应用有如下两种方法可以找到这个传动比n，它会把电机与工作任务很好地协调起来。
  • 从电机得到的最大速度小于电机自身的最大速度 电机，最高速度；
  • 电机任意时刻的标准扭矩小于电机额定扭矩M额定

2 变频器

变频器的选型方法可以根据以下几点来进行：

• 电机功率：变频器的选型需要考虑驱动的电机功率，通常应选用比电机功率略大的变频器。
• 电压等级：根据实际电压等级选用合适的变频器，一般可以选择220V或380V的变频器。
• 控制方式：变频器的控制方式有V/F控制和矢量控制两种，前者适用于传统的变频器应用，后者适用-- 于对精度和调速范围要求较高的应用。
• 需求的调速范围：根据实际需求的调速范围选用变频器，应留有一定的余量。
• 负载类型：根据实际负载类型选择适合的变频器，有多种类型的变频器可以适应不同的负载类型。
• 操作环境：根据变频器的使用环境来选用合适的防护等级和散热方式。

总的来说，选择合适的变频器需要综合考虑以上因素，根据实际需求和情况来进行选择，以确保变频器的工作稳定、效率高和可靠性好。

3 电磁阀

电磁阀选型首先应该依次遵循安全性，可靠性，适用性，经济性四大原则，其次是根据六个方面的现场工况(即管道参数、流体参数、压力参数、电气参数、动作方式、特殊要求进行选择)。选型依据：

• 一、根据管道参数选择电磁阀的：

1、通径规格：按照现场管道内径尺寸或流量要求来确定通径(DN)尺寸。

2、链接方式：一般工况（大于DN50选择法兰，小于DN50选择内螺纹），特殊工况则可根据用户需要自由选择。

3、安装环境：室外（室外环境苛刻应选择IP68防水型线圈），室内（室内环境选用IP65即可），特殊工况则可根据用户需要自由选择。

• 二、根据流体参数选择电磁阀的：

1、腐蚀性流体：宜选用耐腐蚀电磁阀和全不锈钢；食用净流体：宜选用食品级不锈钢材质电磁阀。

2、高温流体：要选择采用耐高温的电工材料和密封材料制造的电磁阀，而且要选择活塞式结构类型的。

3、流体状态：大至有气态，液态或混合状态。

4、流体粘度：通常在50cSt以下可任意选择，若过此值，则需选用高粘度电磁阀。

5、易燃流体：采用本安型防爆电磁阀和隔爆型防爆电磁阀。

4 传感器

由于电气测量技术具有准确度高、响应快以及便于与计算机相连以实现自动在线实时测量等诸多优点，故传感器技术的发展非常迅速。

一、传感器的分类

传感器是根据材料的物理、化学、生物学的特性和规律设计而成的器件，种类繁多，在测控领域内，由某一原理设计的传感器可以同时测量多种非电量，而有时一种非电量又可用多种不同原理的传感器测量，因此传感器的分类方法较多，一般可按以下几种方法分类。

• 1.按输入量分类

按输入量可分为压力、位移、速度、温度、湿度等传感器。这种分类方法明确地表达了传感器的用途，便于选用，但该分类法将原理互不相同的传感器归于一类，难以找出每种传感器的转换原理上有何共性和差异。

• 2.按测量原理分类

这种分类方法是以物理和化学等的原理、规律和效应作为分类依据，如电压式、热电式、电阻式、光电式、电感式等。这种分类方法的优点是对于传感器的工作原理比较清楚，类别少，利于对传感器进行深入分析和研究。

• 3.按能量关系分类

按能量观点分类，可将传感器分为有源传感器和无源传感器。前者将非电能量转换为电能量，称之为能量转换型传感器。通常配合有电压测量电路和放大器，如压电式、热电式、电磁式等。无源传感器又称能量控制型传感器。它本身不是一个换能器，被测非电量仅对传感器中能量起控制或调节作用。所以，它们必须有辅助电源，这类传感器有电阻式、电容式、电感式等。

• 4.根据半导体有关理论分类

分为半导体力敏、热敏、光敏、气敏等固态传感器。

• 5.按输出量分类

按输出量分类有模拟式和数字式传感器。模拟式传感器的输出信号为模拟量;数字式传感器的输出信号为数字量，便于与计算机连用，且抗干扰性强，如盘式角压数字传感器，光栅传感器等。

• 6.其他分类
  传感器通常也可按结构型和物性型分类。
  • (1)结构型
    主要是通过机械结构的几何形状或尺寸的变化将外界被测量转换为相应电阻、电感、电容等物理量的变化，从而检测出被测量信号。这种传感器目前应用的最为普遍。
  • (2)物性型
    物性型是利用某些材料本身物理性质的变化而实现测量。它是半导体、电介质、铁电体等作为敏感材料的固态器件。
    

二、传感器的选型

电气传感器的选型需要考虑多个因素，以下是一些选型的建议：

• 确定测量参数：明确需要测量的参数，例如温度、湿度、压力、流量、光强等，不同的传感器适用于不同的测量参数。
• 确定精度要求：根据应用场景的要求，确定传感器的精度要求。一般来说，精度越高的传感器成本越高。
• 确定响应时间：根据应用场景的要求，确定传感器的响应时间。一般来说，响应时间越短的传感器成本越高。
• 考虑工作环境：传感器的工作环境也是选型的重要因素，例如温度、湿度、振动、电磁干扰等，需要选择适合工作环境的传感器。
• 考虑成本：最后需要考虑成本因素，选择适合自己预算的传感器。

总之，选型需要综合考虑多个因素，根据具体应用场景进行选择。