粗枝大葉（yè）篇

       事先（xiān）申明：我的選型方法屬於簡單實用（yòng），但不精準。精準需要具體問題具體分析，經（jīng）過計算才能（néng）給出結果。

       電（diàn）機（jī）粗（cū）淺地分為（wéi）兩大類（lèi），動力電機（jī）和控製電機。

       動力電機，以動力轉換為目的，例（lì）如普通的交（jiāo）流異步電機，把電能（néng）轉換為機械能，一般采用簡（jiǎn）單的（de）電氣電路就可以控製啟動和停止。

       控製電機，除了承擔能量（liàng）和動力轉（zhuǎn）換外（wài），更重要的是準（zhǔn）確地控製速度和精度，它（tā）必須配套使用驅動器或者放大器，通過控（kòng）製信號（脈衝、模擬量電壓、總線數據）進行控製和調節，例如步進電機和（hé）伺（sì）服（fú）電機。控製電機（jī）是自動化控製（zhì）的核心元件，尤其伺服（fú）電機和步進電機（jī）是3C行業廣泛大量使用（yòng）的（de）產品（pǐn），如（rú）果不聊伺服電機，同行工程師之間都（dōu）不好意思打招呼。

                  
                             動力電機（jī）                                           控製電（diàn）機      
       什麽（me）是選（xuǎn）型？選（xuǎn）型就是選擇且（qiě）確定產品的型號。我們常常（cháng）說的方案是在產品（pǐn）選（xuǎn）型基礎上，對產品（pǐn）性能充分掌握後，把眾多產（chǎn）品進行（háng）有機的組合，進而完成一個具有多個（gè）技術指（zhǐ）標要求的完整項目。所以方案屬於宏觀——整體，選型屬於微觀——細節。

        控製電機選型分（fèn）為三步，功率、速（sù）度、精度。

1. 功率/力矩（二者相通）

首先必須保證電機帶得動負（fù）載，如果帶不動，一切都為零。電機功率與（yǔ）電機的尺寸大小是（shì）正比關係——胖子力大，看日本相撲運動（dòng）員即知。大功率電機必然對應大尺寸和大體積。如果電（diàn）機體積小（xiǎo），功率指標卻（què）很大，則一定有某些使用方麵（miàn）的限製，例如（rú）溫升。

功率（lǜ）必須保證有一定餘量，既要滿足勻速運行（háng）階段也要滿足加減速階段。加（jiā）減（jiǎn）速（sù）階段要比勻速階段的力矩大幾倍，以保證（zhèng）提供足夠的力矩產生加速度。勻速運行時，盡管（guǎn）電機的速度可以（yǐ）很高，但是由於隻需要（yào）維持勻速運動，所需力矩往往非常小。

誤區：認為電機加（jiā）速和減速所需要的時間相等。真實情（qíng）況是減（jiǎn）速耗時總是比加速耗時長，原（yuán）因很好理解，運動的能（néng）量隻能由驅動器完全消耗完，電（diàn）機（jī）才能徹底停（tíng）下（xià）來。

 

直線運動場（chǎng）合：功率=力×速度（單位（wèi）：W=N×m/s）

旋轉運動場合：功率=力矩×轉速÷10（單位：W=N.m×rpm）

產品樣機階段務（wù）必多預留一些功率的餘量。功率小了（le），設計時電機安（ān）裝尺寸就小，如果需要更換大功（gōng）率電（diàn）機時，由於（yú）安裝空間不夠，導致無法安裝，有時候機械的（de）強度也不夠。從成本角度看，選大功率電（diàn）機額外增加（jiā）的（de）成本總是比較小的。

2. 速度

速度分為工藝速度和（hé）電機速度，兩者之（zhī）間有（yǒu）一一對應關係，且匹配必須合適。

工藝（yì）速度往往是如下表（biǎo）述：每分鍾多少米放料速度；8秒鍾一個生產（chǎn）周期；1小時生（shēng）產36000瓶啤酒等等。

電機速度分為靜態精度和動態精度（後續再詳講）

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

4段邊長，每段邊長之間（jiān）需要0.1s的暫停（tíng）時間，則實（shí）際用於點膠的時間：4-0.1×4=3.6s；每段（duàn）邊用於點膠的時間：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，由於國情和客（kè）戶的瘋狂（kuáng）追求，肯定要求最快，甚至要求天馬行空的速度。針對此，一定要先（xiān）了解行業已有的速度（dù），以這個速度為基準，凡是超出這個基準很多的指標就不具有可行（háng）性，屬於一廂情願的自以為是。因為行業現行速度總是由工（gōng）藝、材料、整個（gè）設備的機械設計共同決定了，強行提高某一個技（jì）術指標，往往（wǎng）其（qí）它方麵就會拖後腿。例如速度提高（gāo）了，整（zhěng）個設備運（yùn）行（háng）時產生巨大的震（zhèn）動和噪音，設備運行的壽命也縮短了。

       舉例說明行業已有的速（sù）度：印刷速度範圍是60~100m/min，機床空回速度1m/s，3C行業加工速度是以秒（miǎo）作為計時（shí）基準。

3. 精度

精度分為工藝精度和電機精度（dù），兩者之間有一一對應關（guān）係，且匹（pǐ）配（pèi）必須合適。

工藝精（jīng）度往往是如（rú）下表述（shù）：切割精度是多少？軌跡精度是多少？同步精度是（shì）多少？

電機精度分為靜態（tài）精度和動態精度（後續再詳講）。

盲目的追求（qiú）更高精度是不智的，花錢無數，收益卻很少，甚至適得其反。有時候精度似乎提高（gāo）的（de）不多，實現起（qǐ）來成本卻很高，有時候是不可承受的成本，甚至（zhì）原有整個方案都（dōu）需要推倒重來。

以多（duō）色印刷為例（lì），套印精度（dù）±0.05mm，通過機械換算，可以算出0.05mm對應的電機精（jīng）度——電機編碼器的精度，即電機旋轉（zhuǎn）一圈對（duì）應編碼器的線數。

       關於速度和精度，兩者一定是矛盾的（de），速度快了精度就差，速度慢（màn）了精度就高，因此需（xū）要兼顧考慮成本/性能（投入/產出），找到兩者的最佳平衡點。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，速度不（bú）夠導致（zhì）的生產效率低下，可以采用多購置（zhì）設備來解決。

       選型除了理論分析和計（jì）算，更為重要的是必須（xū）積累大量的現場實際數據，融合貫通永遠不能離開實（shí）際應用。活生生的現場比抽（chōu）象的數（shù）據令人（rén）印象深刻，一次街頭打（dǎ）架比武館練拳三年更能行走江湖！