伺服电机功率计算选型
伺服电机功率计算选型
连续工作速度 < 电机额定转速
7
举例计算1
已知：圆盘质量M=50kg，圆盘直径 D=500mm，圆盘最高转速60rpm， 请选择伺服电机及减速机。
8
举例计算1
计算圆盘转动惯量 JL = MD2/ 8 = 50 * 2500 / 8 = 15625 kg.cm2 假设减速机减速比1：R，则折算到伺服电机轴上 负载惯量为15625 / R2。
高速度时间200ms，忽略各传送带轮重量，驱动这
样的负载最少需要多大功率电机？
11
举例计算2
1. 计算折算到电机轴上的负载惯量 JL = M * D2 / 4 / R12 = 50 * 144 / 4 / 100 = 18 kg.cm2 按照负载惯量 < 3倍电机转子惯量JM的原则 JM > 6 kg.cm2
= 0.0125 * (1500 * 6.28 / 60 / 0.2) / 0.9 = 10.903 N.m 加速所需总转矩TA = TA1 + TA2 = 12.672 N.m
16
举例计算3
3. 计算电机驱动负载所需要的扭矩 另一种计算所需加速扭矩的方法： TA= 2π* N * (JW + JB) / (60 * t1) / η
14
举例计算3
1. 计算折算到电机轴上的负载惯量 重物折算到电机轴上的转动惯量JW = M * ( PB / 2π)2
= 200 * (2 / 6.28)2 = 20.29 kg.cm2 螺杆转动惯量JB = MB * DB2 / 8 = 40 * 25 / 8 = 125 kg.cm2 总负载惯量JL = JW + JB = 145.29 kg.cm2 2. 计算电机转速 电机所需转速 N = V / PB = 30 / 0.02 = 1500 rpm
伺服电机选型和编码器选型计算
伺服电机选型和编码器选型计算
摘要
本文介绍了如何进行伺服电机和编码器的选型计算。
通过以下步骤，您可以选择适合您应用需求的伺服电机和编码器组合。
1. 确定应用需求
首先，您需要确定您的应用的一些关键需求，例如输出动力、扭矩要求、速度要求等。
2. 计算负载参数
根据您的应用需求，计算系统的负载参数，例如惯性矩、负载扭矩等。
这些参数将帮助您选择合适的伺服电机。
3. 伺服电机选型计算
使用所得到的负载参数，结合电机性能曲线和应用需求，计算所需的伺服电机的额定功率和最大扭矩。
同时，考虑电机的尺寸和重量限制来选择合适的型号。
4. 编码器选型计算
对于伺服电机，选择适当的编码器也是重要的。
根据应用需求和所选电机的分辨率，计算编码器的分辨率、线数和精度等参数。
5. 选择合适的组合
最后，在满足应用需求的前提下，根据电机和编码器的参数进行选择，以确保系统性能达到预期。
6. 总结
选型计算是有效选择适合应用需求的伺服电机和编码器的重要步骤。
通过明确应用需求、计算负载参数、进行选型计算和选择合适的组合，您可以确保您的系统能够高效稳定地工作。
以上是关于伺服电机选型和编码器选型计算的简要指南。
希望对您有所帮助！。
伺服电机功率选型
初步
选择
定
R88M
-
U200
30(J
m=
根据
R88M
-
7.8E-03
U200 30的
额定
转矩
Tm=
1.23E-05
0.637
(N.m )
×
[适
1.23E-05
用的 惯量
比
=30]
0.5096 N.M
1.528 N.M
3000
r/mi n
条件满足 条件满足
条件满足 条件满足
条件满足
T1=TA+TL T2=TL T3=TL-TA
0.1726 N.m 0.0078 N.m -0.1570 N.m
0.095 N.m
⑨讨论 负载惯量JL 有效转矩Trms
1.63E-04 kg.m2 0.095 N.m
≦[电机 的转子惯 量JM
﹤[电机 的额定转 矩
瞬时最大转矩T1 必要的最大转数N
5 10 20
3 0.1
1
速度 (mm/s)
300 360 1.4 0.2 0.01
③换算到 电机轴负 载惯量的 计算
滚珠丝杠的惯量JB=
1.50E-04 kg.m2
负载的惯量JW=
1.63E-04 kg.m2
换算到电机轴负载惯量JL=JW
பைடு நூலகம்JL=G2x(JW+J2)+J1
1.63E-04 kg.m2
5.42E-06 kg.m2
选定电机的额定转矩×0.8 比换算到电机轴负载转矩 大的电机N.m
TMx0.8＞TL
＊ 此值因各系列而异，请加以注 意。
⑦加减速 转矩的计 算
加减速转矩TA
伺服电机选型
1）牙科贝思直线电机选型软件
考试题
已知：丝杠传动类型，负载重量W=10Kg， 负载垂直升降距离30mm，加（减）速时 间0.1s，匀速0.1s。设计最优结构，根据 所选丝杠，计算满足负载需求的最小功率 的伺服电机（三菱电机）。
已知：同步带传动类型，负载重量
W=3Kg，负载垂直升降距离300mm，加
负载重量：5kg 带轮选型：5M-18齿 电机选型：200W（三菱伺服电机）
核算：
3）伺服电机选型计算 （齿轮齿条传动类型）
齿轮齿条传动类型的伺服电机选型计算与同步带类似。 计算时需注意： 上述公式中同步带直径为带轮节径，具体数值可查标准《圆弧齿带
轮直径JB/T 7512.2》、《周节制带轮直径GB/T 11361》。 渐开线圆柱齿轮直径为齿轮的分度圆直径，直齿轮分度圆直径D=m
负载的惯量：JW=
M（D）2 / 2
R
2
JB
③负载转矩的计算
水平运动时负载转矩：TW=μMg
D 2
/
R
垂直运动时负载转矩：TW=μMg
D 2
/
R
Mg
D 2
/
R
加减速转矩的计算：TA= （JM J机）2tπ1 • N
最大转矩：T=TA+TW
3）伺服电机选型计算 （同步带传动类型）
示例：S4000（样机）-68部
2）三菱伺服电机HG-KN系列参数表
2）三菱伺服电机HG-KN系列参数表
3）伺服电机选型计算 （丝杆传动类型）
①根据总方案结构、节拍图、电池片工位图确定
负载质量M
丝杠的导程P
丝杠直径D
丝杆质量MB
导轨、丝杆运行摩擦系数μ（一般取值0.15）
伺服电机和丝杆选型计算
伺服电机和丝杆选型计算1.伺服电机选型计算：伺服电机是一种将电能转化为机械能的装置，它通过电机驱动系统的精确控制，实现对机械位置、转速和力矩的精确控制。
在选型时，需要考虑以下几个方面：1.1额定输出功率：根据机械系统的工作要求和负载要求，确定伺服电机的额定输出功率。
通常，额定输出功率应略大于所需的最大功率。
1.2额定转速：根据工作要求和负载要求，确定伺服电机的额定转速。
通常，额定转速应略大于所需的最大转速。
1.3额定转矩：根据负载的特性和工作要求，确定伺服电机的额定转矩。
通常，额定转矩应略大于所需的最大转矩。
1.4动态响应速度：根据控制系统的要求，确定伺服电机的动态响应速度。
通常，要求动态响应速度能够满足系统的响应时间要求。
1.5额定电压：根据工作环境和电源供应的要求，确定伺服电机的额定电压。
通常，额定电压应与电源供应的电压相匹配。
2.丝杆选型计算：丝杆是一种将旋转运动转化为直线运动的装置，它通常由丝杆和螺母组成。
在选型时，需要考虑以下几个方面：2.1螺距：根据工作要求，确定丝杆的螺距。
螺距是丝杆每转一周所移动的距离，通常用毫米/转表示。
2.2进给速度：根据机械系统的工作要求，确定丝杆的进给速度。
进给速度是丝杆上点的线速度，通常用毫米/秒表示。
2.3进给力：根据工作负载和系统要求，确定丝杆的进给力。
进给力是丝杆在工作过程中所受的力，通常用牛顿表示。
2.4精度等级：根据工作要求，确定丝杆的精度等级。
精度等级决定了丝杆的运动精度，通常用C级、T级等表示。
2.5长度：根据机械系统的工作空间和要求，确定丝杆的长度。
丝杆的长度应能够满足系统的工作范围要求。
伺服电机的选型计算办法
伺服电机的选型计算办法一、确定负载惯量：负载惯量是指伺服电机需要驱动的负载系统的惯性矩阵。
负载的形状、质量、分布和转动部件的位置等都会影响到负载的惯性矩阵。
1.如果负载是刚体，惯性矩阵可以通过测量负载的质量和尺寸，并进行计算得到。
2.如果负载是连续变形的物体，可以通过将其分为多个刚体部分，分别计算惯性矩阵，再进行合成得到整个负载的惯性矩阵。
二、计算定格转矩和定格转速：1.根据应用的工作周期，计算出所需的平均定格转矩。
定格转矩是指电机在长时间运行情况下，能够稳定输出的转矩。
2.根据应用的工作周期和速度要求，计算出所需的平均定格转速。
定格转速是指电机能够稳定运行的最大转速。
三、选择电机型号：1.根据定格转矩和定格转速的要求，查找电机制造商提供的电机规格表，找到满足要求的电机型号。
2.选择电机型号时还需要考虑其他因素，如电机的功率、最大转矩、过载能力、加速度能力等。
根据具体应用的需求进行综合考虑，选取合适的电机型号。
四、校核选型：1.根据选择的电机型号，计算电机的部分负载转矩和转矩脉冲响应时间。
与应用要求进行比较，确保选型的合理性。
2.根据负载惯量和转矩要求，计算伺服电机的加速时间。
与应用的加速要求进行比较，确保选型的合理性。
3.根据电机的定格转矩和转速，计算电机的输出功率。
与应用的功率需求进行比较，确保选型的合理性。
五、其他因素考虑：除了上述的基本选型计算办法外，还需考虑其他因素，例如电机的可靠性、寿命、环境适应性、维护和保养成本等。
总结：伺服电机的选型计算是一个综合考虑电机的转矩、转速、功率和其他性能指标的过程。
根据负载的惯性矩阵、应用的工作周期和速度要求，选择合适的电机型号，并进行校核以确保选型的合理性。
同时，还需要考虑其他因素，如电机的可靠性、寿命和维护成本等。
以上是伺服电机选型计算的一般步骤，具体要根据具体的应用需求来选择，需要结合实际情况进行综合决策。
伺服电机选型计算
伺服电机选型计算
1.负载惯量计算
负载惯量是指负载的转动惯量，计算方式为质量乘以质心距离平方。
负载惯性大会对电机的加速度和精度要求产生一定的影响。
伺服电机需要
具备足够的能力来加速和控制负载。
负载惯量的计算公式为：
J=m*r^2
其中，J表示负载的转动惯量，m表示负载的质量，r表示负载的质
心距离。
根据实际情况确定负载的质量和质心距离，可以估算负载的转动惯量。
2.加速度计算
加速度是指负载达到一定速度所需的时间。
加速度较大可以提高生产
效率，但可能会引起震动和噪音。
确定合适的加速度需要根据应用需要进
行权衡。
加速度的计算公式为：
a=(ωf-ωi)/t
其中，a表示加速度，ωf表示最终速度，ωi表示初始速度，t表示
加速时间。
3.扭矩计算
扭矩是伺服电机提供的力矩，其大小决定了电机的最大负载能力。
根据应用需求可以计算出负载所需的最大扭矩。
扭矩的计算公式为：
T=J*α
其中，T表示所需的最大扭矩，J表示负载的转动惯量，α表示加速度。
4.功率计算
功率是指电机输出的机械功率，也是伺服电机选型的一个重要参数。
根据应用需求可以计算出对应负载的最大功率。
功率的计算公式为：
P=M*ω
其中，P表示功率，M表示扭矩，ω表示角速度。
5.速度计算
速度是指电机的转速，根据应用需求可以计算出所需的最大速度。
速度的计算公式为：
V=ω*r
其中，V表示速度，ω表示角速度，r表示负载的质心距离。
伺服电机选型计算公式
伺服电机选型计算公式伺服电机选型计算公式是指通过一系列的计算公式来确定伺服电机的合适参数，以满足特定需求。
伺服电机选型的主要目标是确定伺服电机的额定转矩、额定电流、额定功率等参数，以及选择合适的伺服驱动器。
下面将介绍一些常用的伺服电机选型计算公式。
1.负载的转矩计算公式：负载的转矩是伺服电机选型的基础，通过计算负载的转矩，可以确定伺服电机的额定转矩。
负载的转矩可以通过以下公式计算：负载转矩=（负载力*负载半径）/（传动效率*减速比）2.伺服电机的额定转矩计算公式：伺服电机的额定转矩是指在额定转速下，电机能够提供的最大转矩。
额定转矩可以通过以下公式计算：额定转矩=（负载转矩+加速扭矩）/传动效率3.伺服电机的额定电流计算公式：伺服电机的额定电流是指在额定转矩下，电机所需的额定电流。
额定电流可以通过以下公式计算：额定电流=额定转矩*电流系数/额定转速4.伺服电机的额定功率计算公式：伺服电机的额定功率是指在额定转矩和额定转速下，电机所提供的对外功率。
额定功率可以通过以下公式计算：额定功率=额定转矩*额定转速/9.555.伺服驱动器的额定功率计算公式：伺服驱动器的额定功率是指驱动器所能提供的最大功率。
额定功率可以通过以下公式计算：额定功率=伺服电机的额定功率/驱动器的效率除了上述几个常用的伺服电机选型计算公式外，还需要考虑一些其他因素，例如：负载的加速时间、负载的惯性矩、伺服系统的控制精度等，这些因素都会对伺服电机的选型产生影响，需要综合考虑。
同时，还需要根据具体的应用环境和需求，选择合适的伺服电机和驱动器型号，以确保系统的性能和可靠性。
需要注意的是，伺服电机选型计算公式只是一个参考，实际选型过程中还需要考虑一系列的工程参数和实际情况，同时也需要借助一些专业的伺服电机选型软件，以更准确地确定伺服电机的参数。
伺服电机选型和编码器选型计算
伺服电机选型和编码器选型计算1. 引言在设计和选择伺服控制系统时，正确选型电机和编码器是非常重要的。
本文将介绍如何进行伺服电机和编码器的选型计算，帮助您选择适合您应用需求的电机和编码器。
2. 伺服电机选型计算伺服电机的选型计算主要涉及以下几个参数：- 功率需求（单位：瓦特）- 转矩需求（单位：牛米）- 转速需求（单位：转/分钟）根据应用需求，可以通过以下步骤计算伺服电机的选型：1. 确定所需的功率需求。
2. 确定所需的转矩需求。
3. 确定所需的转速需求。
4. 根据伺服电机的技术参数表，选择一个合适的电机型号，其中包括功率、转矩和转速等参数。
3. 编码器选型计算编码器是用于测量和反馈电机转速和位置信息的重要设备。
选取合适的编码器需要考虑以下因素：- 分辨率需求（单位：线数）- 测量精度需求选型计算步骤如下：1. 确定所需的分辨率需求，即每转的线数。
2. 考虑测量精度需求，通常以角度或长度表示。
3. 根据编码器的技术参数表，选择一个合适的编码器型号，其中包括分辨率和测量精度等参数。
4. 总结正确选型伺服电机和编码器对于设计和选择伺服控制系统至关重要。
通过本文介绍的伺服电机和编码器选型计算方法，您可以根据应用需求选择适合的电机和编码器型号，以满足系统的性能和稳定性要求。
在选择过程中，还需注意其他因素，如供电要求、安装尺寸和可靠性等，以获取最佳的控制效果。
请注意，本文只提供了伺服电机和编码器选型计算的基本步骤和考虑因素，具体选型还需根据实际应用需求进行详细分析和评估。
伺服电机选型计算实例
伺服电机选型计算实例在进行伺服电机选型时，需要考虑到多个因素，包括载荷特性、运动要求、控制要求以及环境要求等。
下面我们将通过一个实际案例来详细介绍伺服电机选型的计算方法。
案例描述：公司需要选购一台适合于自动化生产线上使用的伺服电机，用于驱动一台输送带，具体要求如下：1.输送带长度为2米，宽度为0.5米，预计最大负载为100千克。
2.需要实现起动、停止、加速和减速、定位等功能。
3.运动速度为1米/秒。
4.工作温度范围为-10℃~40℃。
根据以上要求，我们可以按照以下步骤进行伺服电机选型计算：步骤1：计算所需输出功率首先，我们需要计算伺服电机的输出功率。
根据输送带的长度、宽度和预计最大负载，可以计算得到输送带的质量：质量=长度×宽度×质量体积，质量体积可以通过相应材料的密度来获得。
假设输送带材料的密度为1克/立方厘米，则质量=2×0.5×1=1千克。
根据牛顿第二定律，质量乘以加速度等于力，所以我们可以得到加速度=质量/时间^2=100/1=100米/秒^2、再根据功率=力×速度，可以计算得到所需输出功率=力×速度=100×1=100瓦特。
步骤2：根据负载惯性计算电机惯性比为了实现加速和减速的控制要求，需要考虑负载的惯性。
负载的惯性通常用负载惯量来表示，通常使用kg*m^2作为单位。
对于输送带系统，我们假设负载的半径为0.25米（输送带宽度的一半），负载的惯量=负载质量×半径^2=100×0.25^2=6.25kg*m^2、然后，我们需要计算电机的惯性比，电机的惯量通常使用kg*m^2作为单位。
假设选用的伺服电机的惯量为0.01kg*m^2，则电机的惯性比=负载的惯量/电机的惯量=6.25/0.01=625步骤3：根据运动要求计算加速度和最大速度根据运动要求中的加速度和速度，我们可以计算得到实际需要的加速时间和加速距离。
伺服电机的选型和转动惯量的计算
伺服电机的选型和转动惯量的计算引言：伺服电机是一种能够实现精确定位和速度控制的电动机。
在自动化控制系统中，伺服电机广泛应用于机械装置的定位与运动控制，如机床、工业机械手臂、机器人等。
为了确保控制系统的性能和稳定性，正确选型和计算转动惯量是非常重要的。
一、伺服电机选型1.负载特性分析：首先需要对负载特性进行分析，包括负载的质量、摩擦系数、惯性矩等。
这些参数影响到伺服电机的选择，如电机的额定转矩等。
在分析负载特性时需要考虑静态特性和动态特性。
2.运行速度要求：根据系统的运行速度要求，选择电机的额定转速。
如果要求快速响应，需要选择具有较高转速的电机；如果要求大转矩输出，需要选择具有较大额定转矩的电机。
3.控制方式：根据系统的控制方式，选择合适的伺服电机。
常见的控制方式有位置控制、速度控制和力控制。
不同的控制方式对电机的性能要求也不同。
4.转矩和转速曲线：了解电机的转矩和转速曲线，可以帮助选择合适的伺服电机。
转矩曲线决定了电机能够产生的最大转矩，转速曲线决定了电机能够输出的最大转速。
5.电机功率：根据负载特性和运行速度要求，计算出所需的电机功率。
一般情况下，应选择稍大于所需功率的电机，以保证系统的可靠性和安全性。
6.品牌和价格：最后根据伺服电机的品牌和价格进行选择。
国际知名品牌的产品质量较高，但价格也较高。
可以根据实际需求和预算进行选择。
转动惯量是描述物体抗拒改变转动状态的特性。
在伺服电机的选型和控制系统设计中，转动惯量是一个重要的参数。
计算转动惯量的一般公式为：J=m*r^2其中，J是转动惯量，m是物体的质量，r是物体相对转轴的距离。
如果物体是一个均匀的圆盘或圆柱体，根据其几何形状可以通过以下公式计算转动惯量：J=1/2*m*r^2其中，m是物体的质量，r是物体的半径。
如果物体是由多个部分组成，可以通过将各部分的转动惯量相加得到整体的转动惯量。
在实际应用中，还需要考虑其他因素对转动惯量的影响，如内部零件的分布、负载的摩擦系数等。
伺服电机及减速机选型计算
伺服电机及减速机选型计算伺服电机及减速机选型计算是指根据特定的应用需求，通过一系列计算和参数分析来确定最适合的伺服电机和减速机型号。
这个过程主要包括几个步骤：确定应用需求、估算负载参数、计算伺服电机功率、选择减速机减速比、计算输出转矩、选择伺服电机和减速机型号。
首先，确定应用需求是选型计算的起点。
需要明确应用中所需的运动速度、加速度、负载转矩等参数。
接下来，需要估算负载参数。
负载参数包括负载转矩、惯性、摩擦阻力等。
负载转矩通过测量或估算负载的重量和运动情况来确定。
惯性可以通过负载的几何形状和质量分布来估计。
摩擦阻力可以通过摩擦系数和伺服电机运动速度来计算。
然后，计算伺服电机的功率。
伺服电机的功率计算公式为：P=(τ×n)/9550，其中P为功率，τ为负载转矩，n为转速。
根据应用需求中的运动参数，可以计算出相应的功率需求。
接着，选择减速机的减速比。
减速机的减速比决定了输出转矩和转速。
一般来说，较大的减速比可以提供更大的输出转矩，但会降低转速。
根据应用需求中的负载转矩和功率需求，可以选择合适的减速比。
然后，根据减速机的减速比和伺服电机的转速，计算输出转矩。
输出转矩的计算公式为：τ_out = τ_in × i，其中τ_out为输出转矩，τ_in为输入转矩，i为减速比。
最后，根据应用需求和计算结果，选择合适的伺服电机和减速机型号。
根据所需的功率、转速和输出转矩等参数，可以从厂家提供的详细型录中选择合适的型号。
对于选型计算过程中所用到的参数和公式，需要根据具体应用情况来确定。
不同的应用可能有不同的要求和特点，选型计算需要结合实际情况进行具体分析和判断。
选型计算是一个综合性的过程，需要考虑多个因素的影响，如运动要求、负载参数、可靠性要求、价格和性能等。
因此，选型计算需要有一定的专业知识和经验来进行。
伺服电机功率计算选型
伺服电机功率计算选型在进行伺服电机功率的选型时，需要考虑多个因素，包括负载特性、加速度要求、最高速度、位置精度要求、环境条件等。
下面将针对这些因素，详细介绍伺服电机功率计算的选型过程。
首先，我们需要了解负载特性。
负载特性包括负载惯性、负载摩擦、负载阻力等，这些特性将影响伺服电机的输出动态特性和静态特性。
通过对负载特性的分析，可以确定所需的转矩曲线，进而计算出所需的平均功率。
其次，加速度要求也是伺服电机功率计算的重要考虑因素。
加速度要求决定了电机在一定时间内能够加速的速度，从而决定了所需的平均功率。
根据加速度和质量的关系，可以得到所需的最大转矩，通过平均功率和最大转矩的乘积，可以计算得到所需的最大功率。
最高速度也是伺服电机功率计算的重要参考指标。
最高速度决定了电机所需的输出功率，通过考虑输出功率和效率的关系，可以计算得到所需的电机额定功率。
此外，位置精度要求也是伺服电机功率计算的重要考虑因素之一、位置精度要求决定了伺服电机所需的转矩精度，通过考虑转矩和角度的关系，可以计算得到所需的转矩功率。
最后，环境条件也需要考虑到选型过程中。
环境条件包括温度、湿度、海拔高度等，这些条件将影响电机的工作效率和性能。
通过考虑环境条件对电机性能的影响，可以确定所需的电机额定功率。
总结起来，伺服电机功率计算的选型过程需要考虑负载特性、加速度要求、最高速度、位置精度要求、环境条件等多个因素。
通过分析这些因素之间的关系，计算出所需的转矩曲线、最大转矩、平均功率、最大功率、转矩精度等参数，从而确定最适合的伺服电机功率。
伺服电机功率计算选型例子
微信公众号：ACE萦梦工作室
举例计算3
3. 计算电机驱动负载所需要的扭矩 克服摩擦力所需转矩Tf = M * g * µ * PB / 2π / η
= 200 * 9.8 * 0.2 * 0.02 / 2π / 0.9 = 1.387 N.m 重物加速时所需转矩TA1 = M * a * PB / 2π / η
JL=1/2*M1*r12 + 1/2*M2*r12 + M3*r12
M3 M1 r1
r2 M2
微信公众号：ACE萦梦工作室
伺服选型原则
连续工作扭矩 < 伺服电机额定扭矩
瞬时最大扭矩 < 伺服电机最大扭矩 (加速时)
负载惯量
< 3倍电机转子惯量
连续工作速度 < 电机额定转速
微信公众号：ACE萦梦工作室
按照负载惯量 < 3倍电机转子惯量JM的原则
如果选择400W电机，JM = 0.277kg.cm2，则 15625 / R2 < 3*0.277，R2 > 18803，R > 137 输出转速=3000/137=22 rpm，不能满足要求。
如果选择500W电机，JM = 8.17kg.cm2，则 15625 / R2 < 3*8.17，R2 > 637，R > 25 输出转速=2000/25=80 rpm，满足要求。 这微种信公传众号动：AC方E萦式梦工阻作室力很小，忽略扭矩计算。
伺服电机功率计算选型案例
21
举例计算3
3. 计算电机驱动负载所需要的扭矩 另一种计算所需加速扭矩的方法：TA= 2π* N * (JW + JB) / (60 * t1) / η
19
举例计算3
1. 计算折算到电机轴上的负载惯量 重物折算到电机轴上的转动惯量JW = M * ( PB / 2π)2 = 200 * (2 / 6.28)2= 20.29 kg.cm2 螺杆转动惯量JB = MB * DB2 / 8= 40 * 25 / 8= 125 kg.cm2 总负载惯量JL = JW + JB = 145.29 kg.cm2 2. 计算电机转速 电机所需转速 N = V / PB= 30 / 0.02= 1500 rpm
14
举例计算1
这种传动方式与前一种传动方式相同， 选型时主要考虑负载惯量的计算，计 算公式也与前面相同。 总结：转动型负载主要考虑惯量计算。
15
举例计算2
M
1:R2
D
1:R1
已知：负载重量M=50kg，同步带轮直 径D=120mm，减速比R1=10，R2=2， 负载与机台摩擦系数µ=0.6，负载最高 运动速度30m/min，负载从静止加速到 最高速度时间200ms，忽略各传送带轮 重量，驱动这样的负载最少需要多大功 率电机？
正號：逆時鐘方向。 負號：順時鐘方向。
2. 轉動方程式：考慮一繞固定軸轉動的
剛體（如右圖）。距離轉軸為 r 處的一 質量為 m 的質點，受到一力量 F 的作 用，根據切線方向的牛頓第二運動定律
伺服电机的选型计算方法
伺服电机的选型计算方法
伺服电机是一种高性能电机，广泛应用于工业自动化、机器人、数控机床等领域。
选择适合的伺服电机是保证系统性能和稳定性的关键。
下面介绍一些伺服电机的选型计算方法。
1. 计算负载惯量
首先需要计算负载的惯量，即负载在运动时所表现出的惯性。
负载的惯量大小决定了所需的转矩和速度。
计算负载惯量需要考虑负载的形状、质量、尺寸等因素。
2. 计算所需的转矩
根据负载惯量和所需的加速度，可以计算出所需的转矩。
同时还需要考虑负载的摩擦力和惯性力对转矩的影响。
3. 确定电机的额定转矩和额定速度
根据所需的转矩和速度，可以选择合适的电机。
需要注意的是，电机的额定转矩和额定速度不能小于计算出的所需值。
4. 计算负载的惯量比
负载的惯量比是负载惯量与电机转子惯量之比。
当负载的惯量比较大时，电机需要更大的转矩来控制负载的运动。
因此，需要选择转矩充足的电机。
5. 确定控制器的带宽
控制器的带宽决定了系统的控制精度和稳定性。
带宽越大，系统响应速度越快，但也越容易产生震荡。
因此，在选择控制器时需要考虑系统的实际需求和稳定性。
以上是伺服电机的选型计算方法的一些基本步骤和注意事项。
在进行选型时需要综合考虑负载特性、系统控制性能和稳定性等因素，以选择合适的伺服电机。
伺服电机选型计算方式及注意事项
伺服电机选择的时候，首先一个要考虑的就是功率的选择。
一般应注意以下两点：1、如果电机功率选得过小。
就会出现“小马拉大车”现象，造成电机长期过载，使其绝缘因发热而损坏，甚至电机被烧毁。
2、如果电机功率选得过大。
就会出现“大马拉小车“现象，其输出机械功率不能得到充分利用，功率因数和效率都不高，不但对用户和电网不利。
而且还会造成电能浪费。
也就是说，电机功率既不能太大，也不能太小，要正确选择电机的功率，必须经过以下计算或比较：P=：F*V/100（其中P是计算功率，单位是KW，F是所需拉力，单位是N，V是工作机线速度m/s）此外。
最常用的是采用类比法来选择电机的功率。
所谓类比法，就是与类似生产机械所用电机的功率进行对比。
具体做法是：了解本单位或附近其他单位的类似生产机械使用多大功率的电机，然后选用相近功率的电机进行试车。
试车的目的是验证所选电机与生产机械是否匹配。
验证的方法是：使电机带动生产机械运转，用钳形电流表测量电机的工作电流，将测得的电流与该电机铭牌上标出的额定电流进行对比。
如果电功机的实际工作电流与铭脾上标出的额定电流上下相差不大，则表明所选电机的功率合适。
如果电机的实际工作电流比铭牌上标出的额定电流低70%左右。
则表明电机的功率选得过大，应调换功率较小的电机。
如果测得的电机工作电流比铭牌上标出的额定电流大40%以上。
则表明电机的功率选得过小，应调换功率较大的电机。
实际上应该是考虑扭矩（转矩），电机功率和转矩计算公式。
即T=9550P/n式中：P一功率，kW;n一电机的额定转速，r/min;T一转矩，Nm。
电机的输出转矩一定要大于工作机械所需要的转矩，一般需要一个安全系数。
机械功率公式：P=T*N/97500P：功率单位W;T：转矩，单位克/cm;N：转速，单位r/min。
伺服电机选型的注意事项1、有些系统如传送装置，升降装置等要求伺服电机能尽快停车，而在故障、急停、电源断电时伺服器没有再生制动，无法对电机减速。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
PB
F
2π 经过减速机后的推力F=T ·—— · R PB
T
1/R
PB
9 惯量计算 一、负载旋转时惯量计算 JL（㎏ • ㎡）
（以电机轴心为基准计算转动惯量）
L（m） 实心圆柱 D（m） 1/R
JK＝ 1 ×MK ×D² 8
L（m） D1 D0 （m） （m） 空心圆柱
JK＝ 1 ×MK ×（D02－ D12） 8 经过减速机之后的转动惯量 JL＝ JK R²
举例计算1
14
计算圆盘转动惯量
JL = MD2/ 8 = 50 * 2500 / 8 = 15625 kg.cm2 假设减速机减速比1：R，则折算到伺服电机轴上 负载惯量为15625 / R2。 按照负载惯量 < 3倍电机转子惯量JM的原则
如果选择400W电机，JM = 0.277kg.cm2，则 15625 / R2 < 3*0.277，R2 > 18803，R > 137
12
伺服选型原则
连续工作扭矩 < 伺服电机额定扭矩 瞬时最大扭矩 < 伺服电机最大扭矩 (加速时) 负载惯量 < 3倍电机转子惯量 连续工作速度 < 电机额定转速
举例计算1
13
已知：圆盘质量M=50kg，圆盘直径 D=500mm，圆盘最高转速60rpm， 请选择伺服电机及减速机。
正號：逆時鐘方向。 負號：順時鐘方向。
4
2. 轉動方程式：考慮一繞固定軸轉動的
剛體（如右圖）。距離轉軸為 r 處的一 質量為 m 的質點，受到一力量 F 的作 用，根據切線方向的牛頓第二運動定律 Ft r 轉軸
F
m
Ft mat rFt rmat mr 2
將剛體看成是由許多質點所構成，則每一質點都滿足類似 5 的方程式 m i mi ri 2 i 1, 2,3, , n F 對每一質點作加總即得到
3
r sin
作用線
rF sin F (r sin ) 力量 力臂
3) 力矩的單位：S.I. 制中的單位為 牛頓‧公尺（N‧m） 4) 力矩的方向與符號：繞固定軸轉動的物體，力矩可使物體 產生逆時鐘方向，或順時鐘方向的轉動。因此力矩為一維 向量。力矩符號規則一般選取如下：
文章主要介绍了在实际应用中对于需 1 要选多大功率的伺服电机，用一个实 例的计算过程和计算公式给大家参考。
2
物理概念及公式
§ 力矩與轉動方程式
1. 力矩：
1) 力矩的意義：使物體轉動狀態產生變化的因素，即當物體 受到不為零的外力矩作用，原為靜止的將開始轉動，原來 已在轉動的，轉速將產生改變。 2) 力矩的定義：考慮開門的情況，如右 圖，欲讓門產生轉動，必須施一外力 F 。施力點離轉軸愈遠愈容易使門轉 動。而外力平形於門面的分力對門的 轉動並無效果，只有垂直於門面的分 力能讓門轉動。綜合以上因素，定義 力矩，以符號 τ表示。 F r θ
= 0.882 N.m
加速时所需转矩Ta = M * a * (D / 2) / R2 / R1 = 50 * (30 / 60 / 0.2) * 0.06 / 2 / 10
= 0.375 N.m
伺服电机额定转矩 > Tf ，最大扭矩 > Tf + Ta
举例计算2
18 3. 计算电机所需要转速
N = v / (πD) * R1
负载重量 皮带轮/滚珠丝杆等传动件重量 减速比 皮带轮直径/滚珠丝杆螺距
加减速特性
运行速度 摩擦系数 机械效率
25
END
总结：转动型负载主要考虑惯量计算。
举例计算2
16
M 1:R2
D
1:R1
已知：负载重量M=50kg，同步带轮直 径D=120mm，减速比R1=10，R2=2， 负载与机台摩擦系数µ=0.6，负载最高 运动速度30m/min，负载从静止加速到 最高速度时间200ms，忽略各传送带轮 重量，驱动这样的负载最少需要多大功 率电机？
电机转矩T （N.m） 小轮1质量M1(kg) 小轮1半径r1(m) 小轮2质量M2(kg) 小轮2半径r2(m) 重物质量M3(kg) 减速比r1/r2=1/R
JL=1/2*M1*r12 + (1/2*M2*r22)/R2 + M3*r12
JL=1/2*M1*r12 + 1/2*M2*r12 + M3*r12
举例计算3
21 3. 计算电机驱动负载所需要的扭矩 克服摩擦力所需转矩Tf = M * g * µ * PB / 2π / η = 200 * 9.8 * 0.2 * 0.02 / 2π / 0.9 = 1.387 N.m 重物加速时所需转矩TA1 = M * a * PB / 2π / η = 200 * (30 / 60 / 0.2) * 0.02 / 2π / 0.9 = 1.769 N.m 螺杆加速时所需要转矩TA2 = JB * α/ η = JB * (N * 2π/ 60 / t1) / η = 0.0125 * (1500 * 6.28 / 60 / 0.2) / 0.9 = 10.903 N.m 加速所需总转矩TA = TA1 + TA2 = 12.672 N.m
10
惯量计算
二、负载直线运动时惯量计算 JL（㎏ • ㎡）
（以电机轴心为基准计算转动惯量）
M
直线运动部分 PB JK＝M ×（ ）² 2π 经过减速机之后的转动惯量 JL＝ JK R²
1/R PB
11 惯量计算
M3 M1 r1 r2 M2
三、皮带类传动时惯量计算 JL（㎏ • ㎡）
（以电机轴心为基准计算转动惯量）
举例计算2
17 1. 计算折算到电机轴上的负载惯量 JL = M * D2 / 4 / R12 = 50 * 144 / 4 / 100 = 18 kg.cm2
按照负载惯量 < 3倍电机转子惯量JM的原则
JM > 6 kg.cm2
2. 计算电机驱动负载所需要的扭矩
克服摩擦力所需转矩Tf = M * g * µ * (D / 2) / R2 / R1 = 50 * 9.8 * 0.6 * 0.06 / 2 / 10
举例计算3
20 1. 计算折算到电机轴上的负载惯量 重物折算到电机轴上的转动惯量JW = M * ( PB / 2π)2
= 200 * (2 / 6.28)2
= 20.29 kg.cm2 螺杆转动惯量JB = MB * DB2 / 8
= 40 * 25 / 8
= 125 kg.cm2 总负载惯量JL = JW + JB = 145.29 kg.cm2 2. 计算电机转速 电机所需转速 N = V / PB = 30 / 0.02 = 1500 rpm
输出转速=3000/137=22 rpm，不能满足要求。 如果选择500W电机，JM = 8.17kg.cm2，则 15625 / R2 < 3*8.17，R2 > 637，R > 25 输出转速=2000/25=80 rpm，满足要求。
这种传动方式阻力很小，忽略扭矩计算。
举例计算1
15
这种传动方式与前一种传动方式相同， 选型时主要考虑负载惯量的计算，计 算公式也与前面相同。
2 MR 2 5
1 I ML2 12
I MR 2
扭矩计算
7
电机转矩T （N.m） 滑轮半径r （m）
T r
F
T 提升力F （N） F= —— r
r
T 经过减速机后的提升力F= —— · R r
T
1/R
F
扭矩计算
8
F
电机转矩T （N.m） 螺杆导程PB （m）
T
推力F （N）
2π F=T ·—— PB
举例计算3
22 3. 计算电机驱动负载所需要的扭矩 另一种计算所需加速扭矩的方法： TA= 2π* N * (JW + JB) / (60 * t1) / η = 6.28 * 1500 * 0.014529 / 12 / 0.9 = 12.672 N.m 计算瞬时最大扭矩： 加速扭矩Ta = TA + Tf = 14.059 N.m 匀速扭矩Tb = Tf = 1.387 N.m 减速扭矩Tc = TA – Tf = 11.285 N.m 实效扭矩Trms = sqrt[(Ta2*t1 + Tb2*t2 + Tc2*t3) / (t1+t2+t3)] = sqrt[(14.0592*0.2 + 1.3872*1 + 11.2852*0.2)/(0.2+1+0.2)]
= sqrt[(39.531+1.924+25.47)/1.4]
= 6.914 N.m
举例计算3
23 4. 选择伺服电机 伺服电机额定扭矩 T > Tf 且 T > Trms 伺服电机最大扭矩 Tmax > Tf + TA
最后选定ECMA-E31820ES电机。
24
决定伺服电机大小的因素
传动方式
i
i
( mi ri )
2 i
m F
左邊的合力矩只需考慮外力所產生的力矩，由內力所產生 的力矩將會兩兩互相抵消，如右上圖所示。
括號中的量稱為剛體的轉動慣量，以符號 I 表示
I mi ri 2
i
則上面導出的轉動方程式可寫成
I
此方程式為繞固定軸轉動的剛體所必須遵守的基本力學方程 式，類似於移動力學中的牛頓第二運動定律。合外力對應到 6 合外力矩，質量對應到轉動慣量，加速度對應到角加速度。
= 30 / (3.14 * 0.12) * 10 = 796 rpm