浅析如何有效提高机器人伺服电机的过载能力

说起对工业机器人的性能要求，无非就是“快、准、狠”三字。其实这也就是对机器人关节伺服电机的要求，今天我们就来拆解一下这三字背后的含义。

其中“快”、“准”的意思大家都非常好了解，就是要求伺服电机的响应速度要快，控制精度要高。而“狠”字又怎么解呢？其实大家仔细想想，伺服电机除了又快又准外，我们对它的余下要求就是过载能力强，即“狠”了。

1.1为什么伺服电机要求过载能力强？

由于伺服电机在机器人上主要用于驱动关节的运动，因此它需要进行频繁正反转短时运行。而在这种频繁正反转，而且又带着一定惯量的负载，还要求控制速度非常快的情况下，对伺服电机的过载能力（过载扭矩、过载电流）要求是非常高的。

由上述公式可知，实际伺服电机在带载启动时，除了加载的扭矩Tload和摩擦系数Kn外，还会因为负载惯量J和角加速度dω/dt的影响导致启动扭矩变大。特别是电机加速得越快，dω/dt越大，J不变，Te就越大，伺服电机的扭矩过载能力就必须越强。

1.2如何测量伺服电机过载能力？

大家都知道要用测功机来测量电机的扭矩-转速曲线，从而获取电机的扭矩输出性能。但这里有个问题，就是扭矩-转速曲线所反映的，是电机在恒转速下的扭矩输出能力，并不能反映伺服电机的过载能力。而往往伺服电机的运行，连续运行时输出的力并不大，只是启动和制动时的大，如果依据扭矩-转速曲线来做电机选型，将会严重放大选型电机的功率。

因此，要测伺服电机的瞬时过载扭矩，还是需要测量电机的动态扭矩曲线。特别对于伺服驱动器设计来说，还必须同时测量电机的输入动态电流曲线，且电流曲线和扭矩曲线必须同步，才能准确捕捉到伺服电机的过载能力特性。

1.3伺服电机过载测试解决方案

针对测功机无法做动态扭矩曲线测试这一难题，致远电子基于十几年来的数据采集技术经验，推出MPT电机测试系统，为用户提供电机动态波形同步采集的解决方案。MPT电机测试系统针对伺服电机的动态曲线测量，可提供以下特点：

1、1kSa/s以上的转矩数据记录及波形描绘能力，准确分析伺服电机的峰值过载性能；

2、可提供最高0.01%的电参数测量精度，最高0.05%的扭矩测量精度；

3、多通道同步采样技术，支持电机的转速、扭矩、电压、电流等参数的实时同步波形记录，为电机特性数据分析提供有力的依据。