第七章之直流电动机的选择

2 采用大惯量的直流伺服电机时
0.25 J el / J m 1
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7.3 伺服电动机的选择及设计计算
直流电动机的选择
固有频率和阻尼比的选择
为了保证系统具有期望的动态性能并避免出现共振。要对电机的固有频 率和阻尼比进行合适选择。
1 固有频率的选择
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7.3 伺服电动机的选择及设计计算
直流电动机的选择
固有频率和阻尼比的选择
2 电动机阻尼比的选择 系统的阻尼比决定了系统的超调特性高，对一般系统，推荐采用阻尼比
0.5 0.9
对于高灵敏度的系统，阻尼比可以采用
0.5
对于不希望产生超调的系统
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交流电动机的选择
与直流电机的选择类似
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7.3 伺服电动机的选择及设计计算
直流电动机的选择
当ED>80%时，按照连续工作制选择；当10%<ED<80%时，按照断续工作制 选择；当ED<10%时，按照短时工作制选择。
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7.3 伺服电动机的选择及设计计算 直流电动机的选择
不同负载转矩的选择方法
3 电机加减速转矩Ta的计算方法 (P238) 1）直线加速曲线时加减速转矩的计算
2）指数加速曲线时加减速转矩的计算
不同负载转矩的选择方法
2 负载主要是断续工作负载 应当考虑转矩的性质， 根据不同的过载转矩TMD和负 载持续率ED来确定电机的选 择方法。 T TMD L 100 % TR
T L ：负载转矩
T R ：连续额定转矩
ED tR 100 % tR tF
t R ：电机通电时间； t F ：电机断电时间
注：以上两式的适用条件：tp<tth(温升时间常数)且tth=tg(冷却时热时间常数)。一般 条件下都满足。
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7.3 伺服电动机的选择及设计计算
直流电动机的选择
均方根转矩
短时工作制选择电动机时，应使
TR Trms 或 TR K1K 2Trms
式中：K1是安全系数，一般取K1 1.2 K 2是转矩波形系数。矩形波取K 2 1.05，三角波取K 2 1.67
直流电机选择计算实例
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7.3 伺服电动机的选择及设计计算
直流电动机的选择
直流电机选择计算实例
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7.3 伺服电动机的选择及设计计算
直流电动机的选择
直流电机选择计算实例
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3）输入阶跃速度指令时，加速转矩的计算
3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
7.3 伺服电动机的选择及设计计算 直流电动机的选择
均方根转矩 电机频繁启动和制动时，要对电机的温升进行检查。根据电机 发热条件的等效原则，可以计算在一个负载周期内，所需电机转矩 的均方根值，即等效转矩，这样就可以将短时工作制电机的选择等 效于连续工作制的电机选择。其原则是使等效转矩小于电机的额定 转矩。
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7.3 伺服电动机的选择及设计计算
直流电动机的选择
均方根转矩
根据不同的加减速曲线，计算均方根转矩的方法不同。 1 三角波转矩
Trms T12t1 3T22t 2 T32t3 (N m) 3t p
t p ：一个加减速周期
2矩形波负载转矩
Trms
T12t1 T22t 2 T32t3 (N m) t1 t 2 t3 t 4
7.3 伺服电动机的选择及设计计算 直流电动机的选择
不同负载转矩的选择方法
直流伺服电机的转矩-速度曲线分为三个工作区域，对于不同性质的负载，其 选择方法是不同的，要分别落入电机不同的工作区域。
1 负载主要是连续工作负载
要求负载转矩在整个转速范围内 都小于电机的额定转矩。即： Tl<TR
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7.3 伺服电动机的选择及设计计算 直流电动机的选择
若实际K1和K2值超过以上推荐值时，需要进行温升检查，如温升检 查不超限，仍可以使用。
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7.3 伺服电动机的选择及设计计算
直流电动机的选择
惯量匹配原则
Jel和Jm的比值对伺服系统的性能影响很大，在进行电机 选择时需要考虑，分为两种情况。
1 采用小惯量的直流伺服电机时
1 J el / J m 3