电机的选型计算 PPT
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步进电机选型
2.力矩与功率的换算
P
=
T
贩n
60
2pr
P为功率，单位为w；n为转速，单位r/min，T为力矩，N.m
（一）步进电机选择实例
经济型数控车床的纵向（z 轴） 进给系统，通常是采用步进电机驱 动滚珠丝杠、带动装有刀架的拖板 作直线往复运动，其工作原理与图 相似，其中工作台即拖板。
假设:拖板重量W＝2000N ，拖板导轨之间的摩擦系数μ＝0.06 ,车 削时最大切削负载＝2150N , y 向切削分力Fy＝2Fz ＝4300N （垂 直于导轨），要求刀具切削时的进给速度v1＝10 ~500mm /min，快 速行程速度＝3000mm/min ，滚珠丝杠名义直径d0＝32mm ， 导程 tsp＝6mm ，丝杠总长l = 1400mm ，拖板最大行程为1150mm ，定 位精度士0 .0lmm ，试选择合适的步进电机。
500 mm / min
综上所述，可选该型号的步进电机。
实用公式：转速(r/s）=脉冲频率 /（电机每转整步数*细分数）
n(r / s) =
P qe 360 ´ m
n：电机转速（R/S）；P：脉冲频率（Hz）；θe：电机固有步距角；
= t/360 i
J g2
d 2 4b2
32
54 1.0 7.85 10 3 32
0.482 N cm
( 4）小齿轮的转动惯量 Jg1
J g1
d1 4 b1
32
44
1.2 7.85 10 3 32
0.2N cm
JL
J g1 J W
J g2 J sp i2
0.2 0.012 0.482 11.31 7.76 1.52 2
N cm s2
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）
减速电机选型指南
DRS高效电机
型号
2W尺寸
DR63S4
Φ11 x 23
DR63M4
Φ11 x 23
DR63L4
Φ11 x
DRS71S4 Φ11 x 23
DRS71M4 Φ11 x 23
DRS80S4 Φ14 x 30
DRS80M4 Φ14 x 30
DRS90M4 Φ14 x 30
DRS90L4 Φ14 x 30
工况条件
是否需要制动器
低速轻载水平运动<100 ×
低速水平运动>100
◎
垂直提升
◎
小车行走，定位精度高 ◎
工况条件
是否需要后出轴
料台、清洗机、 ⊙ 回火炉无特殊 要求不加
主炉炉门、升 ◎ 降台、淬火槽
车上
×
看不见物料、 ◎ 清料、维修、 安全
SEW电机后出轴尺寸对比表
DT/DV电机
电机功率KW 型号
2.2 DV100M4 Φ19 x 40
3
DV100L4 Φ19 x 40
4
DV112M4 Φ24 x 50
5.5 DV132S4 Φ28 x 60
7.5 DV132M4 Φ38 x 80
9.2 DV132ML4 Φ38 x 80
11 DV160M4 Φ38 x 80
15 DV160L4 Φ42 x 110
M ≤ Ma
减速比i
---
输出轴许用径向力FRa 校核
FA
使用系数fB
f≤fB
名称
公式
旋转运动 P=T*n/9550
单位
P——kW T——N*m n——r/min
其它
应用
直线运动
《电动机的选择》PPT课件
h = 100 m，N 降低 1% ，P2 降低 0.5% 。
第8 章 电动机的选择
8.5 恒定负载电动机额定功率的选择
一、连续运行的电动机
(1) 选择工作制为 S1 的电动机。 (2) 求出电动机的负载功率 PL
PL =
Pm
mt
※ Pm —— 生产机械的输出功率；
m —— 生产机械的效率； t —— 电动机与生产机械之间传动机构的效率。
第8 章 电动机的选择
8.4 电机的允许输出功率
一、额定功率的确定
表10.4.1 电机的绝缘等级
绝缘等级
A
E
B
F
允许最高温度 /℃ 105 120 130 155
H
C
180 ＞180
二、工作制的影响 满载时的 PFe / PCu 三、环境温度的影响
实际环境温度
√ P2 = PN
=
PF PV
1＋(1＋
8.1 电动机选择的基本内容
防爆式电动机（在密闭式的基础 上制成隔爆式，机壳强度高。 YB系列）
YB2-B35
8.1 电动机选择的基本内容
六、安装型式的选择 卧式、立式。
(1) B3，卧式
(2) B5，卧式
(地3)下B罐35，）卧式
(4) V1，立式（用于
8.1 电动机选择的基本内容
B3 型
8.1 电动机选择的基本内容
（ 为 1 K 时，每秒所散出的热量）。
8.2 电机的发热和冷却
C A
d
dt
＋
=
Q A
=
s
＋(
i－
s
)
e－
t
※ i —— 电机的初始温升。 s = Q / A —— 电机的稳定温升。 = C / A —— 电机的发热和冷却时间常数。
第8 章 电动机的选择
8.5 恒定负载电动机额定功率的选择
一、连续运行的电动机
(1) 选择工作制为 S1 的电动机。 (2) 求出电动机的负载功率 PL
PL =
Pm
mt
※ Pm —— 生产机械的输出功率；
m —— 生产机械的效率； t —— 电动机与生产机械之间传动机构的效率。
第8 章 电动机的选择
8.4 电机的允许输出功率
一、额定功率的确定
表10.4.1 电机的绝缘等级
绝缘等级
A
E
B
F
允许最高温度 /℃ 105 120 130 155
H
C
180 ＞180
二、工作制的影响 满载时的 PFe / PCu 三、环境温度的影响
实际环境温度
√ P2 = PN
=
PF PV
1＋(1＋
8.1 电动机选择的基本内容
防爆式电动机（在密闭式的基础 上制成隔爆式，机壳强度高。 YB系列）
YB2-B35
8.1 电动机选择的基本内容
六、安装型式的选择 卧式、立式。
(1) B3，卧式
(2) B5，卧式
(地3)下B罐35，）卧式
(4) V1，立式（用于
8.1 电动机选择的基本内容
B3 型
8.1 电动机选择的基本内容
（ 为 1 K 时，每秒所散出的热量）。
8.2 电机的发热和冷却
C A
d
dt
＋
=
Q A
=
s
＋(
i－
s
)
e－
t
※ i —— 电机的初始温升。 s = Q / A —— 电机的稳定温升。 = C / A —— 电机的发热和冷却时间常数。
伺服电机功率计算选型案例PPT演示文稿
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
2021/3/10
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？
2021/3/10
3
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：
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
16
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
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
r sin 作用線
r F s i n F ( r s i n ) 力 量 力 臂
JK＝
1 8
×MK ×（D02－ D12）
经过减速机之后的转动惯量
JL＝
JK R²
9
惯量计算
二、负载直线运动时惯量计算 JL（㎏ • ㎡）
15
举例计算2
M
1:R2
D
2021/3/10
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？
2021/3/10
3
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：
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
16
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
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
r sin 作用線
r F s i n F ( r s i n ) 力 量 力 臂
JK＝
1 8
×MK ×（D02－ D12）
经过减速机之后的转动惯量
JL＝
JK R²
9
惯量计算
二、负载直线运动时惯量计算 JL（㎏ • ㎡）
伺服电机功率计算选型课件
案例三：搬运机械臂的伺服电机应用
总结词
大负载、高精度定位
详细描述
搬运机械臂需要承受较大负载并实现高精度定位，伺服电机能够提供足够的扭 矩和精确的控制能力，确保机械臂的稳定运行和精确操作。
伺服电机维护与保
05
养
伺服电机的日常维护
01
02
03
每日检查
检查伺服电机是否有异常 声音、振动或发热，检查 电缆和连接是否松动或破 损。
清洁
定期清除电机上的灰尘和 杂物，保持电机清洁，以 防止灰尘和杂物对电机运 行造成影响。
油脂涂抹
根据需要，在电机的轴承 和齿轮上涂抹适量的润滑 油脂，以减少磨损和摩擦 。
伺服电机的定期保养
定期更换润滑油
根据电机制造商的推荐， 定期更换电机的润滑油， 以保证电机正常运行。
检查绝缘电阻
定期检查电机的绝缘电阻 ，以确保电机电气性能正 常。
伺服电机的工作原理
伺服电机通过将输入的电压或电流信 号转换成转矩或转速，驱动负载进行 转动。
伺服电机内部通常包含一个旋转的转 子，以及一个固定的定子，通过电磁 感应原理实现能量的转换和传递。
伺服电机的分类与特点
根据使用的电源类型，伺服电 机可以分为直流伺服电机和交
流伺服电机两大类。
直流伺服电机具有精度高、 调速范围广、低速稳定性好 等优点，但需要定期更换电
案例一：数控机床的伺服电机应用
总结词
高精度、高效率
详细描述
数控机床需要高精度和高效率的加工能力，伺服电机能够提供稳定的扭矩和转速，确保加工过程的精确性和高效 性。
案例二：包装机械的伺服电机应用
总结词
快速响应、高可靠性
详细描述
包装机械需要快速响应和高可靠性的运行能力，伺服电机能够迅速启动和停止，适应各种包装工艺需 求，确保生产线的稳定性和效率。
电机减速机选型计算ppt课件
F2 mg(a )
F1
T2 R
F1
F2
d
2R
• 得出
T2
F2
d
2
mg(a ) d 2
d
• 公式中 2 可视为丝杆传动的有效半径。
11
减速机型号确定
• 丝杆每转动一圈，套筒横向位移d。假设设
备运行速度为V，那么：
n2
V d
i n1 n1d n2 V
• 再根据之前计算出来的最大加速力矩，和 之前所讲解的选型原则，确定减速机型号。
2
13
选型核算
• 所以负载折算到丝杆（即减速机输出轴）
的转动惯量J2为：
J2
m(
d
2
)
2
• 折算到电机轴上的惯量J为：
J
J1
J2 i2
• 计算出来后查看J与J0的比值。若太大，请
选择更高惯量电机。
14
纯转动选型
• 纯转动时力矩大小与转动加速度，和负载 转动惯量有关系。
T2 J2 a
a t
• 是设备的旋转速度，t是加速时间。J为负
J2
m(
D)2 2
• 折算到减速机输入轴（电机输出轴的惯量）：
J
J1
J2 i2
其中：J1为减速机转动惯量。
• 查看J与J0的比值是否在正常范围内，若比值太高，需要选用更大惯 量的电机。
8
丝杆选型
• 丝杆一般用在运行速度较慢的设备上，即 需要的总减速比较高的情况。 因为丝杆本身就带有一定的减速比。而设 备运行速度确定后与电机之间的总减速比 一定，预留给减速机的减速比与齿轮齿条 相比，就少了很多，如果设备运行速度快， 可能减速机的减速比还不足3，这情况无法 选出合适的减速机。
电机选型(以SEW为例)_图文
电机选型(以SEW为例)_图文.ppt
（2）径向力的计算
开式齿轮、皮带轮（PB,VB,TB）、链轮传动时，径向力应考虑传 动部件系数。
传动部件
齿轮
齿轮
链轮
链轮 链轮 窄V型带 宽平皮带 齿型皮带
传动部件系数fz
1.15
1.0 1.40
1.25 1.0 1.75 2.50 2.50
/ EV1S
/ EV1R 源
/ EV1C
/ NV1··
绝对值编码器，MPS和sin/cos信号，24VDC电
扩展轴编码器，TTL(RS-422)信号，5VDC电
扩展轴编码器，sin/cos信号，24VDC电源 扩展轴编码器， TTL(RS-422)信号，24VDC
扩展轴编码器，HTL 实心轴编码器， TTL(RS-422)信号，5VDC电
备注
<17齿
≥17齿
<13齿
<20齿 ≥20齿 预应力影响 预应力影响 预应力影响
作用在电机或减速机轴 伸上径向力按下式计算:
FR 径向载荷(N) Md 传递力矩 (N·m)
d0 节圆直径(mm)
fz 传动部件系数
(3) 作用在出轴中点的许用径的径向力小于 样本提供的许用径
向力
如何改善出轴受力情况 ：力作用点尽量靠近轴肩
(4) 径向力的校核（当作用点偏离出轴中点时径向力的校核）
正确安装齿轮、链轮和皮带轮有助于改善减速机输出轴所承受的径向 力
根据轴承寿命 根据输出轴强度
取小值
许用径向载荷
FRa=选型表中的许用径向载荷 x =从轴肩到受力点的距离
a、b、f、c=减速箱常量（见样本资料）
实心轴编码器， sin/cos信号，24VDC电源 实心轴编码器， TTL(RS-422)信号，24VDC电
（2）径向力的计算
开式齿轮、皮带轮（PB,VB,TB）、链轮传动时，径向力应考虑传 动部件系数。
传动部件
齿轮
齿轮
链轮
链轮 链轮 窄V型带 宽平皮带 齿型皮带
传动部件系数fz
1.15
1.0 1.40
1.25 1.0 1.75 2.50 2.50
/ EV1S
/ EV1R 源
/ EV1C
/ NV1··
绝对值编码器，MPS和sin/cos信号，24VDC电
扩展轴编码器，TTL(RS-422)信号，5VDC电
扩展轴编码器，sin/cos信号，24VDC电源 扩展轴编码器， TTL(RS-422)信号，24VDC
扩展轴编码器，HTL 实心轴编码器， TTL(RS-422)信号，5VDC电
备注
<17齿
≥17齿
<13齿
<20齿 ≥20齿 预应力影响 预应力影响 预应力影响
作用在电机或减速机轴 伸上径向力按下式计算:
FR 径向载荷(N) Md 传递力矩 (N·m)
d0 节圆直径(mm)
fz 传动部件系数
(3) 作用在出轴中点的许用径的径向力小于 样本提供的许用径
向力
如何改善出轴受力情况 ：力作用点尽量靠近轴肩
(4) 径向力的校核（当作用点偏离出轴中点时径向力的校核）
正确安装齿轮、链轮和皮带轮有助于改善减速机输出轴所承受的径向 力
根据轴承寿命 根据输出轴强度
取小值
许用径向载荷
FRa=选型表中的许用径向载荷 x =从轴肩到受力点的距离
a、b、f、c=减速箱常量（见样本资料）
实心轴编码器， sin/cos信号，24VDC电源 实心轴编码器， TTL(RS-422)信号，24VDC电
电机的选型计算PPT课件
JC
JS, p mT
JM
θM, ωM
α
θM XL ωM VL
p
p
JM : 电机的惯量 JC : 耦合惯量
mL : 负载的质量 XL : 负载的位移 VL : 负载的速度 mT : 工作台的质量
FP : 力 Fg : 重力 Ffr : 摩擦
JS : 螺杆的惯量 p : 螺距 (mm/rev)
α : 轴向的角度
力矩 M : m l² t -²
单位 : 牛米 (Nm)
力与长度的乘积 : M = F r
(力与长度的方向垂直时)
Michel COUPAT
运动力矩 :
第7页/共91页
r F
米制单位
运动学 :
功率 : m l²t -3 单位 : Watt (W)
1 W = 1 J/s
PE t
* 直线运动 :
E in Joule t in s
rθ
r _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
推导单位 :
Michel COUPAT
角度:
第4页/共91页
米制单位
• 运动学 线速度 : l t-1
第5页/共91页
2 N
60
ω in rd/s N in rpm
米制单位
• 运动学 :
线加速度 : l t -2 单位 : 米每秒平方 (m/s/s or m.s-2)
瞬时加速度 : dv
dt
平均加速度 : v
t
Michel COUPAT
JS, p mT
JM
θM, ωM
α
θM XL ωM VL
p
p
JM : 电机的惯量 JC : 耦合惯量
mL : 负载的质量 XL : 负载的位移 VL : 负载的速度 mT : 工作台的质量
FP : 力 Fg : 重力 Ffr : 摩擦
JS : 螺杆的惯量 p : 螺距 (mm/rev)
α : 轴向的角度
力矩 M : m l² t -²
单位 : 牛米 (Nm)
力与长度的乘积 : M = F r
(力与长度的方向垂直时)
Michel COUPAT
运动力矩 :
第7页/共91页
r F
米制单位
运动学 :
功率 : m l²t -3 单位 : Watt (W)
1 W = 1 J/s
PE t
* 直线运动 :
E in Joule t in s
rθ
r _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
推导单位 :
Michel COUPAT
角度:
第4页/共91页
米制单位
• 运动学 线速度 : l t-1
第5页/共91页
2 N
60
ω in rd/s N in rpm
米制单位
• 运动学 :
线加速度 : l t -2 单位 : 米每秒平方 (m/s/s or m.s-2)
瞬时加速度 : dv
dt
平均加速度 : v
t
Michel COUPAT
电机选型和惯量比计算
电机选型和惯量比计算
用伺服测定惯量比
电机选型和惯量比计算
用伺服测定惯量比
加速段扭矩:
角加速度:
总惯量:
惯量比:
电机选型和惯量比计算
谢谢
电机选型和惯量比计算
机床性能三大指标
最高速度
最大加速度
动态特性
电机选型和惯量比计算
基础物理知识回顾
牛顿第二定律:
加速度:A
位移-速度-加速度的关系:
力:F
质量:m
位移: 速度:
力所做的功: 瞬时功率:
电机选型和惯量比计算
基础物理知识回顾
定义力矩M:
A
根据 其中: 转矩M，旋转θ角度，所做的功为: 功率为: ,得到:
•伺服的惯量比参数是一个客观的参数。
•惯量比参数影响速度环响应。
•同等机床条件下，选择大惯量的电机，虽然会降低系 统的加减速时间，但是运行更平稳，减小摩擦力对运 动的影响。
电机选型和惯量比计算
惯量比经验值
动态特性 轻载 中载 重载
惯量比 200%以下 200%~300% 300%~500%
电机选型和惯量比计算
单位 必要参数 N*m Kg*cm^2 r/min
r/min
符号 M J
N Kg*cm^2 kg Kg/m^3 丝杆相关参数 mm mm mm 齿轮齿条参数 mm mm 要计算的结果 % mm/s^2 mm/s mm/s m ρ
I.丝杆直径 J.丝杆螺距 K.丝杆长度
L.齿轮分度圆直径 M.齿轮厚度 X.惯量比 Y.额定加速度 Z.额定速度 W.最高速度
齿轮齿条结构-计算额定/最高速度
额定速度:
最高速度:
电机选型和惯量比计算
伺服电机功率计算选型例子
= 50 * 9.8 * 0.6 * 0.06 / 2 / 10 = 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
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。
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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
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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
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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。
《SEW电机选型》课件
在选型过程中，需要对电 机的性能进行测试，以确 保电机能够满足实际需求 。
分析测试数据
对测试数据进行详细分析 ，比较不同电机的性能表 现，以便选择最合适的电 机。
制定测试报告
根据测试和分析结果，制 定详细的测试报告，为最 终的选型决策提供依据。
03 SEW电机选型要点
电机功率的选择
根据负载需求选择
电机防护等级的选择
根据环境条件选择
电机的防护等级决定了其适应的环境条件。在选择SEW电机的防护等级时，应充分考虑实际应用中的环境条件，如温度、湿 度、粉尘等。选择合适的防护等级可以确保电机在各种环境下都能正常运行，并延长电机的使用寿命。
电机安装方式的选择
根据安装条件选择
VS
电机的安装方式对其运行稳定性有很 大影响。在选择SEW电机的安装方式 时，应充分考虑实际安装条件，如电 机的安装位置、空间限制、连接方式 等。选择合适的安装方式可以确保电 机在安装后能够正常运行，并减少因 安装不当导致的故障和问题。
根据运行参数选择电机规格
01
根据实际需求，选择合适的电机规格，确保电机能够满足实际
负载和运行参数的要求。
考虑电机的安全系数
02
为了确保电机的安全运行，需要选择具有足够安全系数的电机
规格。
考虑电机的经济性
03
在满足实际需求的前提下，选择价格合理、经济性好的电机规
格。
电机性能测试
01
02
03
进行电机性能测试
查阅电机性能曲线
参考电机的性能曲线，选择满足 负载需求和工况条件的电机功率 。
如何选择合适的电机转速？
匹配机械传动需求
根据机械系统的传动需求，选择合适 的电机转速范围。确保电机转速能够 满足系统的传动比和效率要求。
分析测试数据
对测试数据进行详细分析 ，比较不同电机的性能表 现，以便选择最合适的电 机。
制定测试报告
根据测试和分析结果，制 定详细的测试报告，为最 终的选型决策提供依据。
03 SEW电机选型要点
电机功率的选择
根据负载需求选择
电机防护等级的选择
根据环境条件选择
电机的防护等级决定了其适应的环境条件。在选择SEW电机的防护等级时，应充分考虑实际应用中的环境条件，如温度、湿 度、粉尘等。选择合适的防护等级可以确保电机在各种环境下都能正常运行，并延长电机的使用寿命。
电机安装方式的选择
根据安装条件选择
VS
电机的安装方式对其运行稳定性有很 大影响。在选择SEW电机的安装方式 时，应充分考虑实际安装条件，如电 机的安装位置、空间限制、连接方式 等。选择合适的安装方式可以确保电 机在安装后能够正常运行，并减少因 安装不当导致的故障和问题。
根据运行参数选择电机规格
01
根据实际需求，选择合适的电机规格，确保电机能够满足实际
负载和运行参数的要求。
考虑电机的安全系数
02
为了确保电机的安全运行，需要选择具有足够安全系数的电机
规格。
考虑电机的经济性
03
在满足实际需求的前提下，选择价格合理、经济性好的电机规
格。
电机性能测试
01
02
03
进行电机性能测试
查阅电机性能曲线
参考电机的性能曲线，选择满足 负载需求和工况条件的电机功率 。
如何选择合适的电机转速？
匹配机械传动需求
根据机械系统的传动需求，选择合适 的电机转速范围。确保电机转速能够 满足系统的传动比和效率要求。
步进电机选型
优化选型方案
• 调整电机参数：根据验证结果调整电机的参数 • 优化驱动器与控制器：根据验证结果优化驱动器与控制器的设计
04
步进电机驱动器与控制器选型
驱动器与控制器的作用与分类
驱动器的作用
• 将控制信号转换为驱动电机的信号 • 控制电机的启动、停止与反转 • 提供过载保护、过热保护等功能
驱动器的分类
步进电机在自动化设备中的应 用
• 步进电机在自动化设备中的应用领域 • 机器人：关节驱动、末端执行器等 • 打印机：打印头定位、纸张输送等 • 纺织机械：纺织品的卷取、输送等 • 包装机械：包装物的输送、定位等 • 医疗设备：医疗设备定位、移动等
02
步进电机选型的重要因素
负载特性与运动控制需求分析
常见性能测试项目与标准
常见性能测试项目
• 输出功率与效率测试：测量电机的输出功率与效率 • 扭矩与速度测试：测量电机的扭矩与速度 • 定位精度与重复定位精度测试：测量电机的定位精度与 重复定位精度
测试标准
• 国家标准：根据国家相关标准进行测试 • 行业标准：根据行业相关标准进行测试 • 企业标准：根据企业自身需求制定测试标准
控制器的主要性能参数
• 输入信号类型：控制器接收的信号类型 • 输出信号类型：控制器输出的信号类型 • 控制方式：控制器采用的控制方式 • 通讯接口：控制器与其他设备之间的通讯接口
驱动器的选型与搭配技巧
驱动器的选型
• 根据电机类型与性能要求选择合适的驱动器 • 考虑驱动器与控制器之间的接口匹配
驱动器的搭配技巧
成本控制
• 选择性价比高的电机：在保证性能的前提下，降低采购成本 • 选用经济型的驱动器与控制器：在保证性能的前提下，降低驱动与控制成本
• 调整电机参数：根据验证结果调整电机的参数 • 优化驱动器与控制器：根据验证结果优化驱动器与控制器的设计
04
步进电机驱动器与控制器选型
驱动器与控制器的作用与分类
驱动器的作用
• 将控制信号转换为驱动电机的信号 • 控制电机的启动、停止与反转 • 提供过载保护、过热保护等功能
驱动器的分类
步进电机在自动化设备中的应 用
• 步进电机在自动化设备中的应用领域 • 机器人：关节驱动、末端执行器等 • 打印机：打印头定位、纸张输送等 • 纺织机械：纺织品的卷取、输送等 • 包装机械：包装物的输送、定位等 • 医疗设备：医疗设备定位、移动等
02
步进电机选型的重要因素
负载特性与运动控制需求分析
常见性能测试项目与标准
常见性能测试项目
• 输出功率与效率测试：测量电机的输出功率与效率 • 扭矩与速度测试：测量电机的扭矩与速度 • 定位精度与重复定位精度测试：测量电机的定位精度与 重复定位精度
测试标准
• 国家标准：根据国家相关标准进行测试 • 行业标准：根据行业相关标准进行测试 • 企业标准：根据企业自身需求制定测试标准
控制器的主要性能参数
• 输入信号类型：控制器接收的信号类型 • 输出信号类型：控制器输出的信号类型 • 控制方式：控制器采用的控制方式 • 通讯接口：控制器与其他设备之间的通讯接口
驱动器的选型与搭配技巧
驱动器的选型
• 根据电机类型与性能要求选择合适的驱动器 • 考虑驱动器与控制器之间的接口匹配
驱动器的搭配技巧
成本控制
• 选择性价比高的电机：在保证性能的前提下，降低采购成本 • 选用经济型的驱动器与控制器：在保证性能的前提下，降低驱动与控制成本
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M J F (with frictions)
动能
直线运动 :
ECIN
1 2
m
v
2
转动 :
ECIN
1 2
J
2
E in Joules m in kg v in m/s
E in Joules J in kg.m2 in rad/s
Michel COUPAT
直线运动 : 角度运动 :
Michel COUPAT
x
1 2
t2
v0
t
x0
v γ t v0
v2 2 x
F m
P Fv
1 ω t2 ω0 2 ω t ω0
t
θ0
2 2
P M
M J
电机的选型计算
作者: Michel COUPAT
目录
I 关于机械的背景知识 II 再生能量 III 电机选型计算的步骤 IV 施耐德伺服的计算 V 练习
Michel COUPAT
电机和驱动器的选型计算
Michel COUPAT
I 关于机械的背景知识
• 单位 • 机械公式 • 惯量的计算 • 运动学 • 摩擦 • 惯量的比例
长度 : 单位 : 英寸 (in) [1英尺 (ft) = 12 英寸 - 1 码 (yd) = 3英尺]
时间 : 单位 : 秒 (s)
线速度 : 单位 : 英寸每秒 (in/s)
线加速度 : 单位 : 英寸每平方秒 (in/s²)
力矩: 单位 : 英寸磅 (in.lb)
惯量 : 单位 : 英寸磅平方秒 (in.lb.s²)
关于机械的背景知识 惯量的计算
Michel COUPAT
密度
密度 : 单位 : 千克每立方米 (Kg/m3) 磅每立方英尺 (lb/in3) 某个体积承载的重量取决于构成的材料.
m V
m : 质量 in Kg or lb V : 体积 in m3 or in3
: 密度 in Kg/m3 or lb/in3
II 再生能量
III 电机选型计算的步骤
IV 施耐德伺服的计算
V 练习
关于机械的背景知识 单位
Michel COUPAT
米制单位
3 个基本单位 : 国际单位制 (SI)
质量 : m 单位 : 千克 (kg)
长度 : l 单位 : 米 (m)
时间 : t 单位 : 秒 (s)
_______________________________________________________ 推导单位 :
角度: 单位 : 弧度 (rad) 360° = 2rOUPAT
米制单位
运动学 线速度 : l t-1
单位 : 米每秒 (m/s or m.s-1)
瞬时速度 : v dx dt
平均速度 : V D t
角速度 : t -1 单位 : 弧度每秒 (rd/s or s-1)
(力与长度的方向垂直时)
运动力矩 : M = J ’ (J : 转动惯量 kg.m²)
能量: m l²t -² 单位 : 焦耳 (J) 力与位移的乘积 : E = F L 或转矩与角度的乘积 : E = M
Michel COUPAT
r F
米制单位
运动学 :
功率 : m l²t -3 单位 : Watt (W)
常见材料的密度:
钢 铝 黄铜 紫铜 塑料
: 7750 Kg / m3 : 2720 Kg / m3 : 8170 Kg / m3 : 8910 Kg / m3 : 1110 Kg / m3
0,286 lb / in3 0,098 lb / in3 0,295 lb / in3 0,322 lb / in3 0,040 lb / in3
米制单位
运动学 :
力 : m l t -² 单位 : 牛顿 (N)
力等于质量与加速度的乘积: F = m γ
重量 W : m l t -² 单位 : 牛顿 (N) W = m.g (g : 重力加速度 = 9,81m/s²)
力矩 M : m l²t -² 单位 : 牛米 (Nm)
力与长度的乘积 : M = F r
Michel COUPAT
等效的米制和英制单位
重量 : 1 pound (lb) = 453,59237 g = 0,45359237 kg = 4,44822 N
长度 : 1 inch (in) = 2,54 cm = 0,0254 m
力矩 : 1 inch pound (in.lb) = 0,1130234 Nm
瞬时加速度 : dv
dt
平均加速度 : v
t 角加速度 : t -2
单位 : 弧度每平方秒 (rad.s-2 or s-2)
Michel COUPAT
瞬间加速度 : d
dt
平均加速度 :
t
v in m/s t in s
t in s ω in rd/s
Michel COUPAT
瞬时速度 : d dt
平均速度 : t
x in m t in s D in m
t in s in radians
2 N
60
ω in rd/s N in rpm
米制单位
运动学 :
线加速度 : l t -2 单位 : 米每秒平方 (m/s/s or m.s-2)
惯量 : 1 inch pound second square (in.lb.s²) = 0,112961 kg.m²
重力加速度 : g = 386 in/s²= 32,12 ft/s²= 9,81 m/s²
Michel COUPAT
关于机械的背景知识 机械公式
Michel COUPAT
机械公式
1 W = 1 J/s
PE t
* 直线运动 :
E in Joule t in s
P = F v F in Newton V in m/s
* 角运动 :
P = M M in Nm in rad/s
Michel COUPAT
英制单位
质量,重量,力 : 单位 : 磅 (lb) [盎司 (oz) : 1 lb = 16 oz ]