伺服电机的选定与选择计算
伺服电机详细计算选型
）+ ）÷ 0.9
由α 2/3000 的速度 - 转矩特性可以看到， 力矩处于断续工作区的外面 据单）。 （故α 2/3000 的力矩是不够的。 ）
9.81（ Nm ）的加速
（见上面的特性曲线和电机的数
如果轴的运行特性 （如， 加速时间） 不变， 就必须选择大电 机。比如，选择α 3/3000 （ Jm 为 0.02 kgf.cm.s ） ，重新计算 加速力矩如下： Ta = 123.7(Kg.cm) = 12.1(Nm) Vr = 2049(min ) 由该式可知， 加速时， 在转速 2049(min ) 时，要求加速力矩 为 12.1 Nm 。由上面的速度 - 力矩特性可以看出， 则法兰盘尺寸已经变为 用α 3/3000 3/3000 ， 电机可满足加速要求 （条件 2） 。 由于已将电机换为α
条件 3： 频繁地定位和加 /减速会使电动机发热，此时需要计算出电动机承受的力矩的均方根值 Tc。 Trms ，使其小于电动机的额定力矩 条件 4： 负载波动频繁时，要计算一个工作周期的负载力矩的均方根值 的额定力矩。 条件 5： 电动机以最大切削力矩运行的时间应在允许的范围内（核算 条件 6：负载的惯量要小于电动机本身惯量的 本文譯自“α伺服电动机规格说明书（ 择β i 电动机时也可作为参考。 Ton） 。 Tmrs ，使其小于电动机
α电机的选择
进给伺服电机的选择
（摘自 B-65262EN ） 王玉琪 电动机要承受 两种形式的力矩 ：恒定的负载转矩和切削力矩（包括摩擦力矩） 力矩。下面介绍这两种力矩的计算方法及在选择电动机时应满足的条件。 ；加 /减速
条件 1： 机床无负载运行时，加在电动机上的力矩应小于电动机的连续额定力矩的 否则，在切削或加减 条件 2： 加（ /减）速时间要短，须在电动机的允许范围内。 通常， 负载力矩帮助电动机的减速， 可在相同的时间内完成。 的机械特性的断续区内。 因此， 如果加速能在允许时间内完成的话， 减速也 这样我们只需计算加速力矩， 并在允许时间内核算该力矩在电动机 /速时电动机就可能过热。 50% 以下。
一文知道伺服电机的选型计算方法
【伺服电机基本三要素】 1、转数 N：根据客户实际要求，对于同等功率电机可选配不同转数电 机，一般来说，转数越低，价格越便宜。 2、扭矩 T：必须满足实际需要，但是不需要像步进电机那样留有过多的 余量。 3、惯量 J：根据现场要求选用不同惯量的电机，如机床行业一般选用大 惯量的伺服电机。 【伺服电机功率基本计算】 输出功率 P = 0.1047*N*T
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/97500 式中 P：功率单位 W；T：转矩，单位克/cm；N： 转速，单位 r/min。
后选用相近功率的电动机进行试车。试车的目的是验证所选电动机与生产机 械是否匹配。验证的方法是：使电动机带动生产机械运转，用钳形电流表测 量电动机的工作电流，将测得的电流与该电动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 明所选电动机的功率合适。 如果电动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 明电动机的功率选得过大，应调换功率较小的电动机。 如果测得的电动机工作电流比铭牌上标出的额定电流大 40％以上。则表 明电动机的功率选得过小，应调换功率较大的电动机。 4、最后需要综合考虑扭矩（转矩），电机功率和转矩计算公式： 即扭矩 T = 9550 P/n 式中 P — 功率，kW；n — 电机的额定转速，r/min；T — 转矩，Nm。
式中 N 为旋转速度，T 为扭矩。旋转速度基本为 3000 转。 扭矩 T = r*M*9.8 式中 r 为轴半径，M 为物体重量。 【伺服电机功率选择要点】 电动机的功率，应根据生产机械所需要的功率来选择，尽量使电动机在额 定负载下运行。如果电动机功率选得过小，就会出现“小马拉大车”现象，造 成电动机长期过载，使其绝缘因发热而损坏。甚至电动机被烧毁。 如果电动机功率选得过大，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。 【正确选择电动机的功率，必须经过以下计算或比较： 功率 P = F*V /1000 （P=计算功率 KW，F=所需拉力 N，V=工作机线速 度 M/S） 2、对于恒定负载连续工作方式，可按下式计算所需电动机的功率： P1（kw）：P=P/n1n2 式中 n1 为生产机械的效率；n2 为电动机的效率，即传动效率。 按该公式求出的功率 P1，不一定与产品功率相同。因此，所选电动机的 额定功率应等于或稍大于计算所得的功率。 3、用类比法来选择电动机的功率： 所谓类比法，就是与类似生产机械所用电动机的功率进行对比。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动机，然
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伺服电机是一种采用反馈控制系统的电机，常用于需要精确控制转动位置、速度和力矩的应用中。
选型和转动惯量的计算是为了确保电机能够满足系统的性能要求。
在进行伺服电机的选型时，需要考虑以下几个方面：1.负载特性：了解所需控制的负载类型，包括负载的惯性矩、负载对电机的回复要求等。
这些参数将对电机的性能和选型产生重要影响。
2.控制要求：了解所需控制的性能指标，包括位置精度、速度范围、加速度、力矩等。
这些参数将对电机的动态响应和控制能力产生重要影响。
3.环境条件：了解电机将运行的环境条件，包括温度、湿度、腐蚀性等。
这些条件将对电机的耐久性和可靠性产生重要影响。
4.使用寿命：了解电机的使用寿命要求，考虑使用寿命与成本之间的平衡。
基于以上要求，在伺服电机的选型中，我们可以通过以下几个步骤进行：步骤一：确定负载特性首先，需要对负载进行分析和测量，得到负载的特性参数，包括负载的惯性矩、负载对电机的回复要求等。
可以使用力矩传感器或测量设备来测量负载的特性。
步骤二：确定控制要求根据实际应用需求，确定所需的控制要求，包括位置精度、速度范围、加速度、力矩等。
可以根据系统的动态特性和控制性能要求，计算出所需的电机性能参数。
步骤三：选型电机根据负载特性和控制要求，选择适当的伺服电机。
可以根据电机供应商提供的产品目录、技术规格和性能曲线，进行比较和选择。
步骤四：计算转动惯量转动惯量是描述绕轴旋转运动的物体对转动的惯性程度的物理量。
对于伺服电机系统，转动惯量对于控制系统的动态响应和稳定性非常重要。
计算转动惯量的方法可以有多种，以下是其中一种常见的计算方法：1.将负载模型化为旋转惯性将负载视为固定于电机轴上的旋转质点，假设负载的转动惯量为J_l。
2.估算负载的转动惯量根据负载的形状和结构，可以使用以下公式估算负载的转动惯量：J_l=m*l^2其中，m为负载的质量，l为负载的一个特定距离。
3.计算电机和驱动部分的转动惯量电机和驱动部分的转动惯量可通过电机制造商提供的数据手册和技术规格进行查找。
伺服电机的选型及计算教程【老师附干货】
以下为伺服电机的选型及计算教程，一起来看看吧！一、伺服电机的选型步骤:每种型号伺服电机的规格项内均有额定转矩、最大转矩及伺服电机惯量等参数各参数与负载转矩及负载惯量间必定有相关联系存在，选用伺服电机的输出转矩应符合负载机构的运动条件要求，如加速度的快慢、机构的重量；机构的运动方式（水平、垂直旋转）等；运动条件与伺服电机输出功率无直接关系，但是一般伺服电机输出功率越高，相对输出转矩也会越高。
因此不但机构重量会影响伺服电机的选用，运动条件也会改变伺服电机的选用。
惯量越大时，需要越大的加速及减速转矩，加速及减速时间越短时，也需要越大的伺服电机输出转矩。
选用伺服电机规格时，依下列步骤进行。
（1）明确负载机构的运动条件要求，即加/减速的快慢、运动速度、机构的重量、机构的运动方式等。
（2）依据运行条件要求选用合适的负载惯量计算公式计算出机构的负载惯量。
（3）依据负载惯量与伺服电机惯量选出适当的假选定伺服电机规格。
（4）结合初选的伺服电机惯量与负载惯量，计算出加速转矩及减速转矩。
（5）依据负载重量、配置方式、摩擦系数、运行效效率计算出负载转矩。
（6）初选伺服电机的最大输出转矩必须大于加速转矩＋负载转矩；如不符合条件，必须选用其他型号计算验证直至符符合要求。
（7）依据负载转矩、加速转矩、减速转矩及保持转矩计算出连续瞬时转矩。
（8）初选伺服电机的额定转矩必须大于连续瞬时转矩，如，如果不符合条件，必须选用其他型号计算验证直至符合要求。
（9）完成选定。
二、最简单伺服电机选型计算方式: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。
伺服电机的选型计算方法
伺服电机的选型计算方法止时转速过高易出现过冲的现象，所以为保证其控制精度，应处理好升、降速问题。
交流伺服驱动系统为闭环控制，驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样，内部构成位置环和速度环，不会出现步进电机的丢步或过冲的现象，控制性能更为可靠。
六、速度响应性能不同步进电机从静止加速到工作转速（一般为每分钟几百转）需要200～400毫秒。
交流伺服系统的加速性能较好，以京伺服（KINGSERVO)400W交流伺服电机为例，从静止加速到其额定转速3000RPM仅需几毫秒，可用于要求快速启停的控制场合。
综上所述，交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机。
但在一些要求不高的场合也经常用步进电机来做执行电动机。
所以，在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、成本等多方面的因素，选用适当的控制电机。
?1.负载惯量的计算。
由电机驱动的所有运动部件，无论旋转运动的部件，还是直线运动的部件，都成为电机的负载惯量。
电机轴上的负载总惯量可以通过计算各个被驱动的部件的惯量，并按一定的规律将其相加得到。
1)圆柱体惯量如滚珠丝杠，齿轮等围绕其中心轴旋转时的惯量可按下面公式计算: J=(πγ/32)*D4L(kg cm2)如机构为钢材，则可按下面公式计算: J=*10-6)*D4L(kg cm2) 式中: γ材料的密度(kg/cm2)D圆柱体的直经(cm) L圆柱体的长度(cm)2)轴向移动物体的惯量工件，工作台等轴向移动物体的惯量，可由下面公式得出: J=W*(L/2π)2 (kg cm2)式中: W直线移动物体的重量(kg) L 电机每转在直线方向移动的距离(cm)3)圆柱体围绕中心运动时的惯量如图所示: 圆柱体围绕中心运动时的惯量属于这种情况的例子:如大直经的齿轮，为了减少惯量，往往在圆盘上挖出分布均匀的孔这时的惯量可以这样计算: J=Jo+W*R2(kg cm2)式中:Jo为圆柱体围绕其中心线旋转时的惯量(kgcm2) W圆柱体的重量(kg) R旋转半径(cm)4)相对电机轴机械变速的惯量计算将上图所示的负载惯量Jo折算到电机轴上的计算方法如下: J=(N1/N2)2Jo 式中:N1 N2为齿轮的齿数?2.53.电机加速或减速时的转矩电机加速或减速时的转矩1)按线性加减速时加速转矩计算如下: Ta =(2πVm/60*104) *1/ta(Jm+JL)(1-e-ks。
伺服电机选型设计计算
伺服电机选型设计计算一、引言伺服电机是一种能够进行位置、速度和力控制的电机，广泛应用于机械设备、自动化设备、机器人等领域。
在进行伺服电机选型设计时，需要考虑的参数包括负载惯量、所需转矩、速度要求等。
本文将以其中一种机械设备为例，介绍伺服电机选型设计的计算方法。
二、负载惯量计算负载惯量是指转动物体的重心与转动轴心之间的惯量，可以通过以下公式计算：J=m*r²其中，J为负载惯量，m为负载的质量，r为负载的半径。
在计算时需要考虑到实际系统中传动装置的参数。
三、转矩计算转矩是指伺服电机输出的力矩，可以通过以下公式计算：T=J*α其中，T为转矩，J为负载惯量，α为加速度。
在计算转矩时，需要根据具体应用的加速度要求进行确定。
四、最大转矩计算为了保证正常运行，伺服电机的转矩应大于或等于最大转矩，可以通过以下公式计算：T_max = T + F * r其中，T_max为最大转矩，T为转矩，F为负载的水平力，r为负载的半径。
五、速度计算速度是指伺服电机的转动速度，可以通过以下公式计算：ω=2*π*n/60其中，ω为速度，n为转速。
在计算速度时，需要根据具体应用的速度要求进行确定。
六、转动惯量计算转动惯量是指伺服电机本身的惯量，可以通过以下公式计算：J_m=m_m*r_m²+J_r其中，J_m为转动惯量，m_m为伺服电机本身的质量，r_m为伺服电机本身的半径，J_r为转动装置的惯量。
根据具体应用的转动装置进行确定。
七、功率计算功率是伺服电机输出的功率，可以通过以下公式计算：P=T*ω/1000其中，P为功率，T为转矩，ω为速度。
在计算功率时，需要考虑到实际应用中的效率，通常取效率值为0.8左右。
八、综合考虑在进行伺服电机选型设计时，需要综合考虑转矩、速度和功率等参数。
一般来说，转矩需大于或等于最大转矩，速度需大于或等于所需速度，功率需大于或等于所需功率。
同时，还需要考虑价格、体积和可靠性等因素。
伺服电机选型及负载转矩计算
伺服电机选型及负载转矩计算惯量转矩计算机械制造商在选购电机时担心切削力不够，往往选择较大规格的马达，这不但会增加机床的制造成本，而且使之体积增大，结构布局不够紧凑。
本文以实例应用阐明了如何选择最佳规格电机的方法，以控制制造成本。
一、进给驱动伺服电机的选择1.原则上应该根据负载条件来选择伺服电机。
在电机轴上所有的负载有两种，即阻尼转矩和惯量负载。
这两种负载都要正确地计算，其值应满足下列条件: 1)当机床作空载运行时，在整个速度范围内，加在伺服电机轴上的负载转矩应在电机连续额定转矩范围内，即应在转矩速度特性曲线的连续工作区。
2)最大负载转矩，加载周期以及过载时间都在提供的特性曲线的准许范围以内。
3)电机在加速/减速过程中的转矩应在加减速区(或间断工作区)之内。
4)对要求频繁起，制动以及周期性变化的负载，必须检查它的在一个周期中的转矩均方根值。
并应小于电机的连续额定转矩。
5)加在电机轴上的负载惯量大小对电机的灵敏度和整个伺服系统的精度将产生影响。
通常，当负载小于电机转子惯量时，上述影响不大。
但当负载惯量达到甚至超过转子惯量的5倍时，会使灵敏度和响应时间受到很大的影响。
甚至会使伺服放大器不能在正常调节范围内工作。
所以对这类惯量应避免使用。
推荐对伺服电机惯量Jm和负载惯量Jl之间的关系如下:Jl<5×Jm1、负载转矩的计算负载转矩的计算方法加到伺服电机轴上的负载转矩计算公式，因机械而异。
但不论何种机械，都应计算出折算到电机轴上的负载转矩。
通常，折算到伺服电机轴上的负载转矩可由下列公式计算:Tl=(F*L/2πμ)+T0式中:Tl折算到电机轴上的负载转矩(N.M)；F：轴向移动工作台时所需要的力；L：电机轴每转的机械位移量(M)；To：滚珠丝杠螺母，轴承部分摩擦转矩折算到伺服电机轴上的值(N.M)；Μ：驱动系统的效率F：取决于工作台的重量，摩擦系数，水平或垂直方向的切削力，是否使用了平衡块(用在垂直轴)。
伺服电机选型计算及案例
伺服电机选型计算及案例
在进行伺服电机选型计算前，首先需要了解以下参数：
1.力矩要求：根据工作负载计算所需的最大输出力矩。
2.转速要求：根据工作过程中所需的最高转速确定。
3.加速度要求：根据工作过程中的速度变化率来计算。
4.环境条件：包括工作温度、工作湿度等环境因素。
下面以一个简单的案例为例，演示如何进行伺服电机选型计算。
案例：自动化生产线运行速度为60米/分钟，工作台上的工件质量为10千克，需要在0.5秒内从静止加速到最终速度并保持匀速运动。
根据这些要求，我们需要选用合适的伺服电机。
步骤1：计算所需的输出力矩。
根据牛顿第二定律，力矩（扭矩）等于质量乘以加速度。
加速度可以通过速度变化与时间的比值来计算。
加速度a = (60 m/min) / (0.5 s) = 120 m/min² = 2 m/s²
力矩T = (质量m) * (加速度a) = 10 kg * 2 m/s² = 20 Nm
所以我们需要选用至少能提供20Nm的输出力矩的伺服电机。
步骤2：计算所需的最高转速。
最高转速通常需要根据具体工作过程来确定。
在这个案例中，我们假设最高转速为3000 rpm（每分钟转数）。
步骤3：计算所需的加速度。
加速度已经在步骤1中计算过，为2m/s²。
步骤4：确定环境条件。
根据实际工作环境，确定伺服电机所需的环境参数，例如工作温度和湿度范围。
通过以上计算，我们得到了选型参数：输出力矩为20 Nm，最高转速为3000 rpm，加速度为2 m/s²。
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。
伺服电机的选型和计算
电机的选择：（1）电机扭矩的计算 负载扭矩是由于驱动系统的摩擦力和切削力所引起的可用下式表达： FL M =π2式中 M-----电动机轴转距；F------使机械部件沿直线方向移动所需的力；L------电动机转一圈（2πrad ）时，机械移动的距离2πM 是电动机以扭矩M 转一圈时电动机所作的功，而FL 是以F 力机械移动L 距离时所需的机械功。
实际机床上，由于存在传动效率和摩擦系数因素，滚珠丝杠克服外部载荷P 做等速运动所需力矩，应按下式计算：z z M h h F M B spSPao P K 211122⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=ηππ M 1-----等速运动时的驱动力矩(N.mm)π2hF spao K---双螺母滚珠丝杠的预紧力矩(N.mm) Fao------预紧力(N),通常预紧力取最大轴向工作载荷Fm ax的1/3，即F ao =31F m ax当F m ax 难于计算时，可采用F ao =(0.1~0.12))(N C a ； C a -----滚珠丝杠副的额定载荷，产品样本中可查：hsp-----丝杠导程(mm)；K--------滚珠丝杠预紧力矩系数，取0.1~0.2；P---------加在丝杠轴向的外部载荷(N),W F P μ+=； F---------作用于丝杠轴向的切削力(N)； W--------法向载荷(N),P W W 11+=；W 1-----移动部件重力(N),包括最大承载重力；P 1-------有夹板夹持时（如主轴箱）的夹板夹持力；μ --------导轨摩擦系数，粘贴聚四氟乙烯板的滑动导轨副09.0=μ，有润滑条件时，05.0~03.0=μ，直线滚动导轨004.0~003.0=μ；η1-------滚珠丝杠的效率，取0.90~0.95；MB----支撑轴承的摩擦力矩，即叫启动力矩(N.m),可以从滚珠丝杠专用轴承样本中得到，见表2-6（这里注意，双支撑轴承有M B 之和的问题）z 1--------齿轮1的齿数 z2--------齿轮2的齿数最后按满足下式的条件选择伺服电机M M s ≤1Ms-----伺服电机的额定转距（2）惯量匹配计算 为使伺服进给系统的进给执行部件具有快速相应能力，必须选用加速能力大的电动机，亦即能够快速响应的电机（如采用大惯量伺服电机），但又不能盲目追求大惯量，否则由于不能从分发挥其加速能力，会不经济的。
伺服电机选型计算ZX
伺服电机选型计算ZX伺服电机的选型计算是根据实际应用需求和系统参数来确定合适的电机型号和规格。
选型计算的关键是确定所需的功率、转矩和速度参数。
以下是一个自动计算版的伺服电机选型计算过程，具体步骤如下：1.确定应用需求：首先，确定伺服电机将用于何种应用，并了解所需的功率、转矩和速度要求。
例如，如果需要控制一个机械臂的运动，需要知道机械臂的负载重量，并确定所需的加速度和最大运动速度。
2.计算负载转矩：根据所需应用的负载和运动特性，计算出负载转矩。
负载转矩可以通过公式计算，也可以通过测量得到。
如果有多个转矩要求，需要计算并考虑各转矩的加权平均值。
3.确定额定转矩：根据负载转矩和运动特性，确定伺服电机的额定转矩。
额定转矩是指伺服电机所能提供的持续工作转矩。
4.确定最大转矩：根据负载转矩和运动特性，确定伺服电机的最大转矩。
最大转矩是指伺服电机所能提供的短时间的过载转矩。
5.确定额定功率：根据负载转矩和运动特性，确定伺服电机的额定功率。
额定功率是指伺服电机在工作过程中需要的功率。
6.确定最大功率：根据负载转矩和运动特性，确定伺服电机的最大功率。
最大功率是指伺服电机所能提供的短时间的过载功率。
7.确定运动速度：根据应用需求和转矩特性，确定伺服电机的运动速度。
运动速度是指伺服电机在工作过程中的转速要求。
8.选择合适的伺服电机型号和规格：根据以上计算结果，选择合适的伺服电机型号和规格。
在选择过程中需要考虑到额定转矩、最大转矩、额定功率、最大功率和运动速度的要求。
根据选型表中的参数进行对比，并选择符合要求的电机型号和规格。
以上是一个自动计算版的伺服电机选型计算过程，可以根据实际应用需求和系统参数进行调整。
选型计算的目的是选择符合要求的伺服电机，确保系统运行的稳定和可靠。
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(自动计算版)
负载质量M（kg）5·滚珠丝杠节距P（mm）10·滚珠丝杠直径D（mm）20·滚珠丝杠质量MB（kg）3·滚珠丝杠摩擦系数μ0.1·因无减速器，所以G=1、η=11②动作模式的决定速度(mm/s)单一变化·负载移动速度V（mm/s）300·行程L（mm）360·行程时间tS（s） 1.4·加减速时间tA（s）0.2·定位精度AP（mm）0.01③换算到电机轴负载惯量的计算滚珠丝杠的惯量JB= 1.50E-04kg.m2负载的惯量JW= 1.63E-04kg.m2换算到电机轴负载惯量JL=JW J=G2x(J W+J2)+J1 1.63E-04kg.m2L④负载转矩的计算对摩擦力的转矩Tw7.80E-03N.m换算到电机轴负载转矩TL=Tw7.80E-03N.m⑤旋转数的计算转数N N=60V/P.G1800r/min⑥电机的初步选定[选自OMNUC U系列的初步选定举例]选定电机的转子·惯量为负载的JM≥J L/30 5.42E-06kg.m2 1/30*以上的电机选定电机的额定转矩×0.8TMx0.8＞T L0.5096＞比换算到电机轴负载转矩大的电机N.m＊ 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TA0.165N.m⑧瞬时最大转矩、有效转矩的计算必要的瞬时最大转矩为T1T1=TA+TL0.1726N.mT2=TL0.0078N.mT3=TL-TA-0.1570N.m有效转矩Trms为0.095N.m⑨讨论负载惯量JL 1.63E-04kg.m2≦[电机的转子惯量JM有效转矩Trms0.095N.m﹤[电机的额定转矩瞬时最大转矩T10.1726N.m﹤[电机的瞬时最大转矩必要的最大转数N1800r/min≦[电机的额定转数编码器分辨率R=P.G/AP.S1000(脉冲/转)U系列的编码器规格为204速度(mm/s)3000.210.20.2时间(s)初步选择定R88M-U20030(Jm= 1.23E-05根据R88M-U20030的额定转矩Tm=(N.m)≦[电机的转子惯量JM1.23E-05×[适用的惯量比=30]﹤[电机的额定转矩0.5096N.M7.8E-030.637﹤[电机的瞬时最大转矩 1.528N.M≦[电机的额定转数3000r/minU系列的编码器规格为2048（脉冲/转），经编码器分频比设定至1000（脉冲/转）的情况下使用。
数控机床伺服电机的选择计算
JL Jm×2.5JM:伺服电机的转动惯量
(3)加速扭矩TA
TA= +TF(Nm)
TA Tmax×0.8Tmax:伺服电机最大扭矩
(4)最大切削扭矩Tc
TC= +TF(Nm)
TC Tms×1.5Tms:伺服电机额定扭矩
(5)连续有效负荷扭矩Trms
Trms= TC (Nm)TC:最大切削扭矩D:最大工作率
(2)直连最大切削扭矩Tc
Tc= +TF≈0.16FZ×PB(Nm)
TC≈0.16FZ(千牛)×PB(毫米)
Trms TMS×0.8 Tms:伺服电机额定扭矩
(6)最大负荷持续时间tLON
计算超负荷百分比TC/TMS和最大工作率D,从图表上查出伺服电机允许的最大持续时间tMON
tLON tMONtMON:伺服电机允许持续时间
2.快速估算
(1)加速扭矩TA
TAmin)×(JL+ JM)(10-3Kgm2)
数控机床伺服电机的选择计算
1.选择依据计算
(1)最大速度n
n= × Fg0:g0速率PB:丝杠螺距
Z1:电机侧齿数Z2:丝杠侧齿数
n nmaxnmax:伺服电机最高转速
(2)马达轴上折算负载惯量JL
床鞍滑板和刀架总惯量JT=mT (Kgm2)
马达侧齿轮Z1惯量J1
丝杠侧齿轮Z2惯量J2
丝杠惯量JS= 0.77×103D4L(Kgm2)
伺服电机选型计算公式
1.确定机构部。
另确定各种机构零件（丝杠的长度、导程和带轮直径等）细节。
典型机构：滚珠丝杠机构、皮带传动机构、齿轮齿条机构等2.确定运转模式。
（加减速时间、匀速时间、停止时间、循环时间、移动距离）运转模式对电机的容量选择影响很大，加减速时间、停止时间尽量取大，就可以选择小容量电机9 h* p! W) T2 U3.计算负载惯量J和惯量比（x〖10〗^(-4)kg.m^2）。
根据结构形式计算惯量比。
负载惯量J/伺服电机惯量J< 10 单位（x〖10〗^(-4)kg.m^2）1 |1 g8 {' R; ?' x& g' H$ l' x计算负载惯量后预选电机，计算惯量比4.计算转速N【r/min】。
根据移动距离、加速时间ta、减速时间td、匀速时间tb计算电机转速。
计算最高速度Vmax 1/2 x ta x Vmax + tb x Vmax + 1/2 x td x Vmax = 移动距离则得Vmax=0.334m/s（假设）8 \- i. l0 w3 h 则最高转速：要转换成N【r/min】，1）丝杆转1圈的导程为Ph=0.02m（假设）最高转速Vmax=0.334m/s（假设8 A3 q r: Z7 w) ^3 P' e3 yN = Vmax/Ph = 0.334/0.02=16.7（r/s）9 n+ b$ v. z0 ~5 r9 S0 R q, Y8 u= 16.7 x 60 = 1002（r/min）< 3000(电机额定转速)2）带轮转1全周长=0.157m（假设）最高转速Vmax=1.111（m/s）N = Vmax/Ph = 1.111/0.157 = 7.08（r/s）= 7.08 x 60 = 428.8 （r/min）< 3000(电机额定转速)5.计算转矩T【N . m】。
根据负载惯量、加减速时间、匀速时间计算电机转矩。
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伺服电机的选定软件
ৃ㓪 ࠊ఼
可用电脑进行伺服电机选定的
ೈᎹ
「选定的电机(Motor Selection Programmer)选定程序for Windows版」
⦄എ㔥
㒰䆒 「伺服电机的选定中，由于计算复杂而比较困难」，您是否一直苦恼于此？
ⳕᏗ㒓 ⳕᎹᯊ䆒
᮴㒓䆒
手工计算的方法，虽然在1314～1320页有「计算公式」，在1321～1322页有「计算举例」， 但如果使用本软件，任何人都可以简单地进行电机的选定。
NO
关系）。
·将控制对象的动作模式换算为电机轴上的动
作形式。
·对于所有由伺服电机的旋转带动的部分，为了 ·惯量的计算公式 能够进行惯量的计算，要将机械系统按要素进 行分解。
·对各要素进行惯量计算、计算换算到电机轴的 全负载惯量。
·摩擦转矩的计算
·负载转矩的计算公式
对于各要素，如有必要，可计算摩擦力、并换
1313
伺服电机的选定
计算公式
ৃ㓪
ࠊ఼ ■动作模式的计算公式
ೈᎹ
⦄എ㔥 㒰䆒
ⳕᏗ㒓 ⳕᎹᯊ䆒
᮴㒓䆒
ৃ㓪 㒜ッ
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三角形
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tA
tA
t0 X0
ᯊ䯈
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RFID
梯形
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ᯊ䯈
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tB
tA
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XA
XB
XA
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ᡔᴃᣛफ
ৃ㓪 㒜ッ
,7g䕃ӊ 㒘ӊ ѻક㒘
特性检查项目
检查内容
负载惯量
负载惯量≦电机的旋转惯量×适合的惯量比
有效转矩 瞬时最大转矩
有效转矩﹤电机的额定转矩 ·请留有约20%的余量。 * 瞬时最大转矩﹤电机的瞬时最大转矩 ·请留有约20%的余量。 * ·电机的瞬时最大转矩，不是指电机单体的值，请使用与驱
动器组合时的值。
M˖ㄦⱘ䋼䞣˄kg˅
M C
JW˖ᛃ䞣 ˄kggm2˅
re˖ᮟ䕀ञᕘ(mm)
ᮟ䕀ⱘЁᖗ
JW JC+Mgre2h10-6(kggm2)
RFID
䇏ⷕ఼
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旋转棱柱的惯量
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M˖ễ᷅ⱘ䋼䞣˄kg˅
M
b˖催ᑺ˄mm˅
L˖䭓˄mm˅
JW˖ᛃ䞣 ˄kggm2˅
a˖ᆑ˄mm˅
JW
M(a2+b2) 12
说明
·根据每个动作区间的转矩计算再生能量
参见项目
·再生能量的计算请参见各商品 的使用说明书。
ೈᎹ
⦄എ㔥 㒰䆒
·确认编码器的脉冲数是否满足系统要求规格 ·定位的精度 的分辨率。
ⳕᏗ㒓 ⳕᎹᯊ䆒
᮴㒓䆒
·确认计算结果和初步选定的电机的规格是否 ·下表 相符。 与规格不相符时，变更临时选定的电机后，再 次计算。
⬉ᴎ
JL˖ᤶㅫࠄ⬉ᴎ䕈ⱘ䋳䕑ᛃ䞣 ˄kggm2˅
JL J1G2(J2+JW)(kggm2)
ব乥఼ RFID 䇏ⷕ఼ ▔ܝ ᷛ䆚఼ ᴃ䇁㾷䇈 ᡔᴃᣛफ ֵᙃ
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1317
伺服电机的选定
ৃ㓪
ࠊ఼ ■负载转矩的计算公式
ೈᎹ
⦄എ㔥 㒰䆒
对外力的转矩
ⳕᏗ㒓 ⳕᎹᯊ䆒
ৃ㓪 㒜ッ
,7g䕃ӊ 㒘ӊ
ѻક㒘
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RFID
工作模式的设定画面
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ᴃ䇁㾷䇈
ᡔᴃᣛफ
ֵᙃ
电机选择·判定画面
Ԏ ᳡ ⬉ ᴎ ⱘ 䗝 ᅮ
1310
驱动器选择画面
特长
• 使用电机的机械系统的结构要按照标准进行准备。 标准机械组合举例：滚珠丝杆、齿条及齿轮、台车等 或者，还有将机械要素分别逐个组合的方法。 机械要素举例：减速机、齿轮、传送带、辊轴、直接作用负荷、偏心圆板负荷、外力等
定位器特性
确认脉冲频率未超过定位器的最大响应频率及最大指令频 率。
使用环境
使用环境温度·湿度，使用环境大气及振动冲击等项，要满 足商品的规格要求。
＊在垂直负荷及外力转矩作用下，请保留约30％的余量。
Ԏ᳡㋏㒳 ব乥఼ RFID 䇏ⷕ఼ ▔ܝ ᷛ䆚఼ ᴃ䇁㾷䇈 ᡔᴃᣛफ ֵᙃ
Ԏ ᳡ ⬉ ᴎ ⱘ 䗝 ᅮ
• 可以容易地完成动作模式的设定。 此外，在选择电机后，可以用图形显示旋转数及转矩。
• 因为伺服电机/驱动器的机型数据是作为数据库编入的、 因此不是仅输出每个机型的数据，而是可以自动地选定出最适合的电机。
• 可自动地显示出可与选定的电机组合的驱动器一览、 并可自动地进行驱动器的再生能力的判定。
运行环境
ব乥఼
RFID
䇏ⷕ఼
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ᴃ䇁㾷䇈
ᡔᴃᣛफ
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1311
伺服电机的选定
伺服电机选定的流程图
ৃ㓪 ࠊ఼
选定 START ೈᎹ
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ৃ㓪 㒜ッ
,7g䕃ӊ 㒘ӊ
ѻક㒘
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是否决定 机械系统?
YES
是否决定 动作模式?
ֵᙃ
速度梯度指定时 的上升沿
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䗳 ᑺ
v0 v1 vg
tg
tA
䗳ᑺẃᑺ α
vg tg
ᯊ䯈
最高速度 加减速时间 移动距离
v0 =
X0 tA
tA =
X0 v0
X0 v0gt A
X0˖ᯊ䯈t 0鼠ࡼⱘ䎱行(mm) v0 ˖᳔催䗳ᑺ(mm/s) t 0 ˖އᅮԡ㕂ⱘᯊ䯈(s) t A ˖ࡴޣ䗳ᯊ䯈(s)
M˖䋼䞣˄kg˅
D ˖啓䕂Ⳉᕘ˄mm˅
啓ᴵ
JW D
JW Mg4 D2h10-6˄kggm2˅
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ⳕᏗ㒓 ⳕᎹᯊ䆒
᮴㒓䆒
带配重时的惯量
D˄mm˅ JW
M2 M1
JW˖ᛃ䞣˄kggm2˅ M1˖䋼䞣˄kg˅ M2˖䋼䞣˄kg˅
JW
D2(M1M2) 4
h10-6˄kggm2˅
ৃ㓪 㒜ッ
最高速度
v0
X0 t 0ütA
加减速时间
tA˙t 0 ü
X0 v0
全部移动时间
t0
t Aˇ
X0 v0
恒速部分的移动时间
tB=t 0ü2gt A= 2
2vg0 X0üt 0=
X0 v0
üt
A
全部移动距离
X0 =v0(t 0üt A)
加减速部分的移动距离 XA
v0gt A v0gt 0üX0
2
2
恒速部分的移动距离 XB v0gt B 2gX0üv0gt 0
J1˖ㄦⱘᛃ䞣˄kggm2˅
J2˖⠽ԧއᅮⱘᛃ䞣˄kggm2˅
M2˖⠽ԧⱘ䋼䞣˄kg˅ JW˖ᛃ䞣˄kggm2˅
JW J1J2
˄ ˅ M18gD2+
M2gD2 4
h106(kggm2)
1316
伺服电机的选定
ৃ㓪 ࠊ఼
M
ೈᎹ
用齿轮/ 齿条传动时 的惯量
JW˖ᛃ䞣 ˄kggm2˅
J1 ⒮䕈1 D1 JW
M
D2
⒮䕈2 J2
˄ ˅ JW J1
D1 D2
2
J2
MgD12 4
h10-6
˄kggm2˅
换算到电机轴的负载 惯量
䋳䕑
JW˖䋳䕑ᛃ䞣 ˄kggm2˅
Z1˖⬉ᴎջ啓䕂啓᭄ J1˖⬉ᴎջ啓䕂ᛃ䞣 ˄kggm2˅
ব䗳Ӵࡼ↨G˙Z1/ Z2
啓䕂
Z2˖䋳䕑ջ啓䕂啓᭄
J2˖䋳䕑ջ啓䕂ᛃ䞣 ˄kggm2˅
,7g䕃ӊ 㒘ӊ ѻક㒘
Ԏ᳡㋏㒳
M3˖⠽ԧⱘ䋼䞣˄kg˅ M4˖Ӵ䗕ᏺⱘ䋼䞣˄kg˅
用传送带运送物体时 的惯量
JW˖ᛃ䞣˄kggm2˅ J1 ˖ㄦ1ⱘᛃ䞣˄kggm2˅ J2 ˖ㄦ2᠔ѻ⫳ⱘᛃ䞣˄kggm2˅ J3 ˖⠽ԧ᠔ѻ⫳ⱘᛃ䞣˄kggm2˅ J4 ˖Ӵ䗕ᏺ᠔ѻ⫳ⱘᛃ䞣˄kggm2˅
D1˖ㄦ1ⱘⳈᕘ˄mm˅
形成三角形动作模式的条件
X0ı
t02gα 4
最高速度
v0 αgX0
上升沿时间
tA
X0 α
vǒmm/sǓ
X ǒmmǓ
Ⳉ䖯㋏㒳
©ǒradǓ
如下所示，进行单位的转换
直线运动
旋转运动
X：距离（mm） θ：角度（rad）
v：速度（mm/s）
2π·N 60
N：转数（r/min）
ωǒrad/sǓ Nǒr/minǓ
P˖⒮⦴ϱᴴ㡖䎱˄mm˅
᮴㒓䆒
对摩擦力的转矩
ৃ㓪 㒜ッ
,7g䕃ӊ 㒘ӊ
ѻક㒘
Ԏ᳡㋏㒳
在旋转体上施加外力 时的转矩
圆筒的惯量
M˖ㄦⱘ䋼䞣˄kg˅
᮴㒓䆒
D2˖ㄦⱘݙᕘ˄mm˅ D1˖ㄦⱘᕘ˄mm˅
JW˖ㄦⱘᛃ䞣 ˄kggm2˅
JW
M(D12+D22) 8
h10-6(kggm2)
ৃ㓪 㒜ッ
,7g䕃ӊ 㒘ӊ
ѻક㒘
Ԏ᳡㋏㒳
偏 心 圆 板 的 惯 量（旋 转中心偏移时的圆 筒）
ব乥఼
JC˖ೈ㒩᷅ⱘЁᖗC JC ᤶ䕀ⱘᛃ䞣
பைடு நூலகம்
算为电机轴上的摩擦转矩。
·外力转矩的计算
对于各要素，如有必要，可计算外力、并换算