粗枝大葉（yè）篇

       事先（xiān）申明：我的選型方法屬（shǔ）於簡單實用，但不精準。精（jīng）準需要具體問題具體分（fèn）析，經過計算才（cái）能給出結果。

       電機粗（cū）淺地分為兩大類（lèi），動（dòng）力電機和控製電機。

       動力（lì）電（diàn）機，以動力轉換為目的，例如普通的交流異步電機，把（bǎ）電能轉換為（wéi）機械能，一般采用（yòng）簡單的（de）電氣電路就可以控製啟動（dòng）和停止。

       控製電機，除了承擔（dān）能量和動力轉換外，更（gèng）重要的是準確地控製速度（dù）和精度，它必須配套使用驅動器或者放大器，通過控製信號（脈衝、模擬量電（diàn）壓、總線數據（jù））進行控製和調節，例如步進電機和伺服電機。控製電機是（shì）自（zì）動（dòng）化控製的核心元件（jiàn），尤其伺服電機和步進電機是3C行業廣泛大（dà）量使用的產品，如果不聊伺服電機（jī），同行工程師之間都不好意思打招呼。

                  
                             動力電機                                           控製電機      
       什麽（me）是選型？選型就是選擇且確（què）定（dìng）產品的型號。我們常常說的方案是在產品選型基礎上，對產品性能充分掌握後，把眾（zhòng）多產品進（jìn）行有機的組合，進而完成（chéng）一個（gè）具有多個技術指標要求的完整項目。所以方案屬於宏觀——整體，選型屬於微觀（guān）——細節。

        控製電機選型分（fèn）為（wéi）三步，功率、速度、精度。

1. 功率/力矩（jǔ）（二者相（xiàng）通）

首（shǒu）先必須保證電機帶得動負載，如果帶不動，一（yī）切都為零。電機功率與電機的尺寸大小是正比關係——胖子力大，看（kàn）日本相撲運動員即知。大功率電機必然對應大尺寸和大體積。如果（guǒ）電機體積小，功率指標卻很大，則一定有某些使用方（fāng）麵的限製，例如溫升（shēng）。

功率（lǜ）必（bì）須保證有一定餘量（liàng），既要滿足勻速運行階段（duàn）也要滿足加減速階段。加減速階段要比勻速階（jiē）段的（de）力矩大幾倍，以保證提供足（zú）夠的力矩產生加速度。勻速運行時，盡管電機的速度可以很高，但（dàn）是由（yóu）於隻需要維持（chí）勻速運動，所需力矩往往非常小。

誤區：認（rèn）為電機加速和減速所需要的時間相（xiàng）等。真（zhēn）實情況是減速耗時總是（shì）比（bǐ）加速耗時長，原因很好理解，運動的能量隻能由驅動（dòng）器完（wán）全消耗完，電機才（cái）能徹底停下來。

 

直線運動場合：功率=力（lì）×速度（單位：W=N×m/s）

旋轉運動場合（hé）：功率（lǜ）=力矩×轉速÷10（單（dān）位：W=N.m×rpm）

產品樣機階段務必多預留一些功率的（de）餘量。功（gōng）率小了，設計時電機安裝尺寸就小，如果需要更（gèng）換大功率電機時，由於安裝空（kōng）間不夠，導致（zhì）無法安裝，有時候機械的強度也不夠（gòu）。從成本角度看，選大功率電機額外增加的成本總是比較小的。

2. 速度（dù）

速度分為（wéi）工藝速度和電機（jī）速（sù）度，兩者之間有一一對應關係，且匹（pǐ）配必須合適。

工藝速度往往是如下表述：每分鍾多少（shǎo）米放料（liào）速度；8秒鍾一個生（shēng）產周期；1小時生（shēng）產36000瓶啤酒等等。

電（diàn）機速度分為靜態精度和動（dòng）態精度（後續再詳講）

以點膠機為例，完成正方形的點膠，它的邊長100mm，機械結構X-Y平台，電機+絲杆，絲杆螺距20mm。工藝速度是要求4秒鍾完成點膠。

4段邊（biān）長，每（měi）段（duàn）邊長之間需要0.1s的暫（zàn）停時間，則實際用於點膠的時間：4-0.1×4=3.6s；每段邊用於點膠的時間（jiān）：3.6÷4=0.9s

點膠平均線速度：0.1÷0.9=0.11m/s

電機轉速：0.11÷0.02=5.5rps=333rpm

       關於速度，由於國情（qíng）和客戶（hù）的瘋狂追求，肯定要求（qiú）最快，甚至要（yào）求天馬行空的速度。針對此，一定要先了解行（háng）業已有的（de）速（sù）度，以這（zhè）個速度為基準，凡是超出這個基準很多的指標就不具有可行（háng）性，屬於（yú）一廂情願的自以為是。因為行業現行速度總是由工藝、材料、整個設（shè）備的（de）機械設計共同決定了，強行提高（gāo）某一個技術（shù）指標（biāo），往（wǎng）往其它方麵就會拖後腿。例（lì）如速度提高了，整個設備運行時產生（shēng）巨大的震動和噪音，設備運行的壽命也縮短了。

       舉例（lì）說明行業已有的（de）速度：印刷（shuā）速度範圍是（shì）60~100m/min，機床空（kōng）回速度1m/s，3C行業加工速度是以秒作為計時基準。

3. 精度

精度分為工藝精度和電機精度，兩者之間有一一對應關係，且匹配必須合適。

工藝精度往往是如下表述：切割精度是多少？軌跡精度是多少？同步（bù）精度是多少？

電機精度（dù）分為靜態精度和動態精度（後續再詳講）。

盲（máng）目的追求更高精度（dù）是（shì）不智的，花錢無數，收（shōu）益卻很少，甚至適得其反。有時候精（jīng）度似乎提高的不多，實（shí）現起來成本卻（què）很高，有時候是不可承受（shòu）的成本，甚（shèn）至原有整個方（fāng）案都需要推倒（dǎo）重來。

以（yǐ）多色印刷為例，套印精（jīng）度±0.05mm，通過機械換算，可以算出0.05mm對應的電機精度——電機（jī）編（biān）碼器的精度，即電機旋轉一圈對應編碼器的線數。

       關（guān）於（yú）速度和精度，兩（liǎng）者一定是矛盾（dùn）的，速度快了精度就差，速度慢了精度就高，因此需要兼顧考慮成本/性能（投入/產出），找到（dào）兩者的最佳平衡點。解決速度和精度之間的矛盾時，我們寧可犧牲速度，也要保證精度（dù），速度不夠導致的生產效率低下，可以（yǐ）采（cǎi）用多購置（zhì）設備來解決。

       選型（xíng）除了理論分析和計算，更為重要的是必須積累大（dà）量的現（xiàn）場實際數據，融合貫通永（yǒng）遠不能（néng）離（lí）開實際應用。活生生的現場比抽象的數據令人印象深刻，一（yī）次街頭（tóu）打架比武館練拳三年更能行走江湖！