| 伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速與上位機(jī)脈沖頻率之間的換算關(guān)系,是伺服系統(tǒng)控制中的核心知識(shí)點(diǎn),其本質(zhì)是通過脈沖信號(hào)的頻率來精確控制電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度。以下從基本原理、換算公式、關(guān)鍵參數(shù)影響及實(shí)例計(jì)算等方面詳細(xì)說明: 
 一、核心原理伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)依賴于上位機(jī)(如 PLC、運(yùn)動(dòng)控制器)發(fā)送的脈沖信號(hào),每接收一定數(shù)量的脈沖,電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)固定角度(即 “脈沖當(dāng)量”)。因此,脈沖頻率(單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù))直接決定電機(jī)的轉(zhuǎn)速:頻率越高,單位時(shí)間內(nèi)接收的脈沖越多,轉(zhuǎn)速越快。 
 二、關(guān)鍵參數(shù)換算前需明確以下 3 個(gè)參數(shù): 
 電子齒輪比(Electronic Gear Ratio) 
 由伺服驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置,分為電子齒輪分子(N) 和電子齒輪分母(M),作用是放大或縮小輸入脈沖,匹配電機(jī)與負(fù)載的精度需求。公式表示為: 
 實(shí)際脈沖 = 輸入脈沖 × (N/M)電機(jī)編碼器線數(shù)(P) 
 電機(jī)每轉(zhuǎn)一圈,編碼器輸出的脈沖數(shù)(如 1000 線、2500 線)。通常編碼器會(huì)進(jìn)行 4 倍頻處理(每轉(zhuǎn)脈沖數(shù) ×4),實(shí)際每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)為 4×P(需確認(rèn)驅(qū)動(dòng)器是否啟用倍頻)。轉(zhuǎn)速單位 
 常用轉(zhuǎn) / 分鐘(RPM),需與脈沖頻率的單位(脈沖 / 秒,Hz)統(tǒng)一換算。
 三、換算公式推導(dǎo)電機(jī)每轉(zhuǎn)所需脈沖數(shù)(C) 
 當(dāng)電子齒輪比為 N:M 時(shí),電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng) 1 圈需要的輸入脈沖數(shù)為: 
 C = (4×P × M) / N 
 (原理:電機(jī)每轉(zhuǎn)實(shí)際產(chǎn)生 4×P 脈沖,電子齒輪比反向換算輸入脈沖需求)脈沖頻率(f)與轉(zhuǎn)速(n)的關(guān)系脈沖頻率 f(Hz):每秒輸入的脈沖數(shù)。轉(zhuǎn)速 n(RPM):每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)。每秒轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù) = f / C,換算為每分鐘則乘以 60:
 n = (f × 60) / C
最終換算公式 
 將 C = (4×P×M)/N 代入,得: 
 n = (f × 60 × N) / (4 × P × M) 
 簡(jiǎn)化為: 
 n = (f × 15 × N) / (P × M)
 四、反向換算(已知轉(zhuǎn)速求脈沖頻率)若需根據(jù)目標(biāo)轉(zhuǎn)速計(jì)算所需脈沖頻率,公式變形為: 
 f = (n × P × M) / (15 × N) 五、實(shí)例計(jì)算假設(shè)參數(shù)如下: 
 電機(jī)編碼器線數(shù) P = 2500 線(4 倍頻后為 10000 脈沖 / 圈) 電子齒輪比 N:M = 1:1(無縮放) 上位機(jī)輸出脈沖頻率 f = 10000 Hz 
 代入公式: 
 n = (10000 × 15 × 1) / (2500 × 1) = 60 RPM 
 即:當(dāng)脈沖頻率為 10kHz 時(shí),電機(jī)轉(zhuǎn)速為 60 轉(zhuǎn) / 分鐘。 
 六、注意事項(xiàng)電子齒輪比的作用:若 N > M(如 2:1),輸入脈沖被放大,相同頻率下轉(zhuǎn)速更高;若 N < M(如 1:2),輸入脈沖被縮小,轉(zhuǎn)速降低但控制精度提高。脈沖頻率上限:受驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)性能限制(如響應(yīng)頻率 100kHz),超過上限會(huì)導(dǎo)致丟步。單位統(tǒng)一:確保編碼器線數(shù)是否包含 4 倍頻,避免計(jì)算誤差。
 
 通過以上公式,可精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)脈沖頻率與電機(jī)轉(zhuǎn)速的雙向換算,是伺服系統(tǒng)調(diào)速控制的基礎(chǔ)。實(shí)際應(yīng)用中需結(jié)合具體設(shè)備參數(shù)(如驅(qū)動(dòng)器手冊(cè)中的齒輪比設(shè)置、編碼器參數(shù))進(jìn)行調(diào)整。 王工(13137008229) 
 |