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电机、减速器的选型计算实例

电机、减速器的选型计算实例
电机、减速器的选型计算实例

电机减速机的选型计算

1参数要求

配重300kg ,副屏重量为500kg ,初选链轮的分度圆直径为164.09mm ,链轮齿数为27,(详见misimi 手册P1145。副屏移动的最大速度为0.5m/s,加速时间为1s 。根据移动屏实际的受力状况,将模型简化为:

物体在竖直方向上受到的合力为:

惯惯2121F F G G F h ++-=

其中:

115009.84900G m g N ==?=

223009.82940G m g N ==?=

110.55002501F m a N ==?

=惯 120.53001501

F m a N ==?=惯 所以:

49002940250150

2360h F =-++=

合力产生的力矩:

0.16409

23602

193.6262h M F r

Nm =?=?

= 其中:r 为链轮的半径

链轮的转速为:

0.5 6.1/0.082

v w rad s r === 6.1

(1/60)58.3/min 22w n r ππ

=== 2减速机的选型

速比的确定:

初选电机的额定转速为3000r/min

300051.558.3

d n i n === 初选减速器的速比为50,减速器的输出扭矩由上面计算可知:193.6262Nm

3电机的选型

传动方式为电机—减速机—齿轮-链轮-链条传动,将每一级的效率初定位为0.9,则电机的扭矩为:

44193.62 5.9500.9

d M T Nm i η===? 初选电机为松下,3000r/min ,额定扭矩为:9.55Nm ,功率3kw 转子转动惯量为7.85X10-4kgm 2带制动器编码器,减速器为台湾行星减速器,速比为50,额定扭矩为650NM

4惯量匹配

负载的转动惯量为:

222(500300)0.082 5.4J mr kgm ==+?=

转换到电机轴的转动惯量为:

31225.4 2.161050

J J i -=

==? 惯量比为: 3

142.1610 2.757.8510

d J J λ--?===? 电机选型手册要求惯量比小于15,故所选电机减速器满足要求

伺服电机计算选择应用实例全解

伺服电机计算选择应用实例 1. 选择电机时的计算条件 本节叙述水平运动伺服轴(见下图)的电机选择步骤。 例:工作台和工件的 W :运动部件(工作台及工件)的重量(kgf )=1000 kgf 机械规格 μ :滑动表面的摩擦系数=0.05 π :驱动系统(包括滚珠丝杠)的效率=0.9 fg :镶条锁紧力(kgf )=50 kgf Fc :由切削力引起的反推力(kgf )=100 kgf Fcf :由切削力矩引起的滑动表面上工作台受到的力(kgf ) =30kgf Z1/Z2: 变速比=1/1 例:进给丝杠的(滚珠 Db :轴径=32 mm 丝杠)的规格 Lb :轴长=1000 mm P :节距=8 mm 例:电机轴的运行规格 Ta :加速力矩(kgf.cm ) Vm :快速移动时的电机速度(mm -1)=3000 mm -1 ta :加速时间(s)=0.10 s Jm :电机的惯量(kgf.cm.sec 2) Jl :负载惯量(kgf.cm.sec 2) ks :伺服的位置回路增益(sec -1)=30 sec -1 1.1 负载力矩和惯量的计算 计算负载力矩 加到电机轴上的负载力矩通常由下式算出: Tm = + Tf Tm :加到电机轴上的负载力矩(Nm) F :沿坐标轴移动一个部件(工作台或刀架)所需的力(kgf) L :电机转一转机床的移动距离=P ×(Z1/Z2)=8 mm Tf :滚珠丝杠螺母或轴承加到电机轴上的摩擦力矩=2Nm F ×L 2πη

无论是否在切削,是垂直轴还是水平轴,F值取决于工作台的重量, 摩擦系数。若坐标轴是垂直轴,F值还与平衡锤有关。对于水平工 作台,F值可按下列公式计算: 不切削时: F = μ(W+fg) 例如: F=0.05×(1000+50)=52.5 (kgf) Tm = (52.5×0.8) / (2×μ×0.9)+2=9.4(kgf.cm) = 0.9(Nm) 切削时: F = Fc+μ(W+fg+Fcf) 例如: F=100+0.05×(1000+50+30)=154(kgf) Tmc=(154×0.8) / (2×μ×0.9)+2=21.8(kgf.cm) =2.1(Nm) 为了满足条件1,应根据数据单选择电机,其负载力矩在不切削时 应大于0.9(Nm),最高转速应高于3000(min-1)。考虑到加/减速, 可选择α2/3000(其静止时的额定转矩为2.0 Nm)。 ·注计算力矩时,要注意以下几点: 。考虑由镶条锁紧力(fg)引起的摩擦力矩 根据运动部件的重量和摩擦系数计算的力矩通常相当小。镶条 锁紧力和滑动表面的质量对力矩有很大影响。 。滚珠丝杠的轴承和螺母的预加负荷,丝杠的预应力及其它一些因 素有可能使得滚动接触的Fc相当大。小型和轻型机床其摩擦力矩 会大大影响电机的承受的力矩。 。考虑由切削力引起的滑动表面摩擦力(Fcf)的增加。切削力和驱 动力通常并不作用在一个公共点上如下图所示。当切削力很大时, 造成的力矩会增加滑动表面的负载。 当计算切削时的力矩时要考虑由负载引起的摩擦力矩。 。进给速度会使摩擦力矩变化很大。欲得到精确的摩擦力矩值,应 仔细研究速度变化,工作台支撑结构(滑动接触,滚动接触和静压 力等),滑动表面材料,润滑情况和其它因素对摩擦力的影响。 。机床的装配情况,环境温度,润滑状况对一台机床的摩擦力矩影 响也很大。大量搜集同一型号机床的数据可以较为精确的计算其负

电机常用计算公式和说明

电机电流计算: 对于交流电三相四线供电而言,线电压是380,相电压是220,线电压是根号3相电压 对于电动机而言一个绕组的电压就是相电压,导线的电压是线电压(指A相 B相 C相之间的电压,一个绕组的电流就是相电流,导线的电流是线电流 当电机星接时:线电流=相电流;线电压=根号3相电压。三个绕组的尾线相连接,电势为零,所以绕组的电压是220伏 当电机角接时:线电流=根号3相电流;线电压=相电压。绕组是直接接380的,导线的电流是两个绕组电流的矢量之和 功率计算公式 p=根号三UI乘功率因数是对的 用一个钳式电流表卡在A B C任意一个线上测到都是线电流 极对数与扭矩的关系 n=60f/p n: 电机转速 60: 60秒 f: 我国电流采用50Hz p: 电机极对数 1对极对数电机转速:3000转/分;2对极对数电机转速:60×50/2=1500转/分在输出功率不变的情况下,电机的极对数越多,电机的转速就越低,但它的扭矩就越大。所以在选用电机时,考虑负载需要多大的起动扭距。 异步电机的转速n=(60f/p)×(1-s),主要与频率和极数有关。 直流电机的转速与极数无关,他的转速主要与电枢的电压、磁通量、及电机的结构有关。n=(电机电压-电枢电流*电枢电阻)/(电机结构常数*磁通)。 扭矩公式 T=9550*P输出功率/N转速 导线电阻计算公式: 铜线的电阻率ρ=0.0172, R=ρ×L/S (L=导线长度,单位:米,S=导线截面,单位:m㎡) 磁通量的计算公式: B为磁感应强度,S为面积。已知高斯磁场定律为:Φ=BS 磁场强度的计算公式:H = N × I / Le 式中:H为磁场强度,单位为A/m;N为励磁线圈的匝数;I为励磁电流(测量值),单位位A;Le为测试样品的有效磁路长度,单位为m。 磁感应强度计算公式:B = Φ/ (N × Ae)B=F/IL u磁导率 pi=3.14 B=uI/2R 式中:B为磁感应强度,单位为Wb/m^2;Φ为感应磁通(测量值),单位为Wb;N为感应线圈的匝数;Ae为测试样品的有效截面积,单位为m^2。 感应电动势 1)E=nΔΦ/Δt(普适公式){法拉第电磁感应定律,E:感应电动势(V),n:感应线圈匝数,ΔΦ/Δt:磁通量的变化率} 磁通量变化率=磁通量变化量/时间磁通量变化量=变化后的磁通量-变化前的磁通量 2)E=BLV垂(切割磁感线运动){L:有效长度(m)} 3)Em=nBSω(交流发电机最大的感应电动势){Em:感应电动势峰值} 4)E=BL2ω/2(导体一端固定以ω旋转切割){ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)}

富士伺服电机选型计算资料

附录 ■容量选择计算■电脑编程器■参数表

附 附录 容量选择计算 (1) 机械系统的种类 用可变速电机驱动的机械系统,一般有以下几类。 机构特点 滚珠丝杠(直接连接) 用于距离较短的高精度定位。 电机和滚珠丝杠只用联轴节连接,没有间隙。 滚珠丝杠(减速) 选择减速比,可加大向机械系统传递的转矩。 由于产生齿轮侧隙,需要采取补偿措施。 齿条和小齿轮 用于距离较长的(台车驱动等)定位。小齿轮转 动一圈包含了π值,因此需要修正。 同步皮带(传送带) 与链条比较,形态上的自由度变大。 主要用于轻载。皮带轮转动一圈的移动量中包含π 值,因此需要修正。 将伺服系统用于机械系统中时,请注意以下各点。 ①减速比 为了有效利用伺服电机的功率,应在接近电机的额定速度(最高旋转速度)数值的范围使用。在最高旋 转速度下连续输出转矩,还是比额定转矩小。 ②预压转矩 对丝杠加预压力,刚性增强,负载转矩值增大。 由预压产生的摩擦转矩,请参照滚珠丝杠规格书。 ③保持转矩 升降机械在停止时,伺服电机继续输出保持力。 在时间充裕的场合,建议使用保持制动。

附-2

附录附 机构特点 链条驱动 多用于输送线上。必须考虑链条本身的伸长并采取相应的措施。在减速 比比较大的状态下使用,机械系统的移动速度小。 进料辊 将板带上的材料夹入辊间送出。 由于未严密确定辊子直径,在尺寸长的物件上将产生误差,需进行π补 偿。 如果急剧加速,将产生打滑,送出量不足。 转盘分度 转盘的惯性矩大,需要设定足够的减速比。 转盘的转速低,多使用蜗轮蜗杆。 主轴驱动 在卷绕线材时,由于惯性矩大,需要设定够的减速比。 在等圆周速度控制中,必须把周边机械考虑进来研究。

电机选型计算-个人总结版(新、选)

电机选型-总结版 电机选型需要计算工作扭矩、启动扭矩、负载转动惯量,其中工作扭矩和启动扭矩最为重要。 1工作扭矩T b计算: 首先核算负载重量W,对于一般线形导轨摩擦系数μ=0.01,计算得到工作力F b。 水平行走:F b=μW 垂直升降:F b=W 1.1齿轮齿条机构 一般齿轮齿条机构整体构造为电机+减速机+齿轮齿条,电机工作扭矩T b的计算公式为: 其中D为齿轮直径。 1.2丝杠螺母机构 一般丝杠螺母机构整体构造为电机+丝杠螺母,电机工作扭矩T b 的计算公式为: 其中BP为丝杠导程;η为丝杠机械效率(一般取0.9~0.95,参考下式计算)。

其中α为丝杠导程角;μ’为丝杠摩擦系数(一般取0.003~0.01,参考下式计算)。 其中β丝杠摩擦角(一般取0.17°~0.57°)。 2启动扭矩T计算: 启动扭矩T为惯性扭矩T a和工作扭矩T b之和。其中工作扭矩T b 通过上一部分求得,惯性扭矩T a由惯性力F a大小决定: 其中a为启动加速度(一般取0.1g~g,依设备要求而定,参考下式计算)。 其中v为负载工作速度;t为启动加速时间。 T a计算方法与T b计算方法相同。 3 负载转动惯量J计算: 系统转动惯量J总等于电机转动惯量J M、齿轮转动惯量J G、丝杠转动惯量J S和负载转动惯量J之和。其中电机转动惯量J M、齿轮转动惯量J G和丝杠转动惯量J S数值较小,可根据具体情况忽略不计,如需计算请参考HIWIN丝杠选型样本。下面详述负载转动惯量J的计算过程。 将负载重量换算到电机输出轴上转动惯量,常见传动机构与公式如下:

J:电机输出轴转动惯量(kg·m2) W:可动部分总重量(kg) BP:丝杠螺距(mm) GL:减速比(≥1,无单位) J:电机输出轴转动惯量(kg·m2) W:可动部分总重量(kg) D:小齿轮直径(mm) 链轮直径(mm) GL:减速比(≥1,无单位) J:电机输出轴转动惯量(kg·m2) J1:转盘的转动惯量(kg·m2) W:转盘上物体的重量(kg) L:物体与旋转轴的距离(mm) GL:减速比(≥1,无单位) 4 电机选型总结 电机选型中需引入安全系数,一般应用场合选取安全系数S=2。则电机额定扭矩应≥S·T b;电机最大扭矩应≥S·T。同时满足负载惯量与电机惯量之间的比值≤推荐值。 最新文件仅供参考已改成word文本。方便更改

电机的选型计算

3873滚珠丝杠电机选型计算 设计要求: 夹具加工件重量:W1=300kg 提升部位重量:W2=100kg 行走最大行程:S= 1200mm 最大速度:V=20000mm/min 使用寿命:Lt=20000h 滑动阻力:u=0。01 电机转数:N=1333RPM 运转条件: v(m/min) 加速下降时间:T1=0.75S 匀速下降时间T2=3S 减速下降时间T3=0.75S t(sec) 加速上升时间T4=0.75S 匀速上升时间T5=3S 减速上升时间T6=0.75S 匀速下降3s 1,螺杆轴径,导程,螺杆长度选定 a:导程(l) 由电机最高转数可得

L大于或等于V/N=20000/1333=15mm 即导程要大于15mm,根据THK样本得导程16mm 即L=16mm b:轴负荷计算 1,加速下降段 a1=V/T=20000/60X0.75=444(mm/s2)=0.444m/s2 f=u(W1+W2)xG=0.01(300+100)x9.8=40N F1=(W1+W2)xG-f-(W1+W2)xa1=(300+100)x9.8-40-(300+100)x0.444=3702N 2,匀速下降段 F2=(W1+W2)xG-f=(300+100)x9.8-40=3880N 3减速下降段 F3=(W1+W2)xG-f+(W1+W2)xa1=(300+100)x9.8-40+(300+100)x0.444=4058N 4 加速上升段 F4=(W1+W2)xG+f+(W1+W2)xa1=(300+100)x9.8+40+(300+100)x0.444=4137N 5,匀速上升段 F5=(W1+W2)xG+f=(300+100)x9.8+40=3960N

电动机的选择及设计公式

一、电动机的选择 1、空气压缩机电动机的选择 1.1电动机的选择 (1)空压机选配电动机的容量可按下式计算 P=Q(Wi+Wa) ÷1000ηηi2 (kw) 式中P——空气压缩机电动机的轴功率,kw Q——空气压缩机排气量,m3/s η——空气压缩机效率,活塞式空压机一般取0.7~0.8(大型空压机取大值,小型空压机取小值),螺杆式空压机一般取0.5~0.6 ηi——传动效率,直接连接取ηi=1;三角带连接取ηi=0.92 Wi——等温压缩1m3空气所做的功,N·m/m3 Wa——等热压缩1m3空气所做的功,N·m/m3 Wi及Wa的数值见表 Wi及Wa的数值表(N·m/m3) 1.2空气压缩机年耗电量W可由下式计算 W= Q(Wi+Wa)T ÷1000ηηiηmηs2 (kw·h) 式中ηm——电动机效率,一般取0.9~0.92 ηs ——电网效率,一般取0.95 T ——空压机有效负荷年工作小时

2、通风设备电动机的选择 (1)通风设备拖动电动机的功率可按下式计算 P=KQH/1000ηηi (kw) 式中K——电动机功率备用系数,一般取1.1~1.2 Q——通风机工况点风量,m3/s H——通风机工况点风压轴流式通风机用静压,离心式通风机用全压,Pa η——通风机工况点效率,可由通风机性能曲线查得 ηi——传动效率,联轴器传动取0.98,三角带传动取0.92 (2)通风机年耗电量W可用下式计算 W=QHT/1000ηηiηmηs 式中ηm——电动机效率, ηs ——电网效率,一般取0.95 T ——通风机全年工作小时数 3、矿井主排水泵电动机的选择 (1)电动机的选择 排水设备拖动电动机的功率可按下式计算 P=KγQH/1000η (kw) 式中K——电动机功率备用系数,一般取1.1~1.5 γ——矿水相对密度,N/m3 Q ——水泵在工况点的流量,m3/s H ——水泵在工况点的扬程,m

伺服电机计算选择应用实例

伺服电机计算选择应用实例 1. 选择电机时的计算条件 本节叙述水平运动伺服轴(见下图)的电机选择步骤。 例:工作台和工件的 W :运动部件(工作台及工件)的重量(kgf )=1000 kgf 机械规格 μ :滑动表面的摩擦系数=0.05 π :驱动系统(包括滚珠丝杠)的效率=0.9 fg :镶条锁紧力(kgf )=50 kgf Fc :由切削力引起的反推力(kgf )=100 kgf Fcf :由切削力矩引起的滑动表面上工作台受到的力(kgf ) =30kgf Z1/Z2: 变速比=1/1 例:进给丝杠的(滚珠 Db :轴径=32 mm 丝杠)的规格 Lb :轴长=1000 mm P :节距=8 mm 例:电机轴的运行规格 Ta :加速力矩(kgf.cm ) Vm :快速移动时的电机速度(mm -1)=3000 mm -1 ta :加速时间(s)=0.10 s Jm :电机的惯量(kgf.cm.sec 2) Jl :负载惯量(kgf.cm.sec 2) ks :伺服的位置回路增益(sec -1)=30 sec -1 1.1 负载力矩和惯量的计算 计算负载力矩 加到电机轴上的负载力矩通常由下式算出: Tm = + Tf Tm :加到电机轴上的负载力矩(Nm) F :沿坐标轴移动一个部件(工作台或刀架)所需的力(kgf) L :电机转一转机床的移动距离=P ×(Z1/Z2)=8 mm Tf :滚珠丝杠螺母或轴承加到电机轴上的摩擦力矩=2Nm 无论是否在切削,是垂直轴还是水平轴,F 值取决于工作台的重量,摩擦系数。若坐标轴是垂直轴,F 值还与平衡锤有关。对于水平工作台,F 值可按下列公式计算: 不切削时: F = μ(W+fg ) 例如: F=0.05×(1000+50)=52.5 (kgf) Tm = (52.5×0.8) / (2×μ×0.9)+2=9.4(kgf.cm) = 0.9(Nm) 切削时: F = Fc+μ(W+fg+Fcf) 例如: F=100+0.05×(1000+50+30)=154(kgf) Tmc=(154×0.8) / (2×μ×0.9)+2=21.8(kgf.cm) =2.1(Nm) 为了满足条件1,应根据数据单选择电机,其负载力矩在不切削时 应大于0.9(Nm ),最高转速应高于3000(min -1)。考虑到加/减速, F ×L 2πη

电机、减速器的选型计算实例

电机减速机的选型计算 1参数要求 配重300kg ,副屏重量为500kg ,初选链轮的分度圆直径为164.09mm ,链轮齿数为27,(详见misimi 手册P1145。副屏移动的最大速度为0.5m/s,加速时间为1s 。根据移动屏实际的受力状况,将模型简化为: 物体在竖直方向上受到的合力为: 惯惯2121F F G G F h ++-= 其中: 115009.84900G m g N ==?= 223009.82940G m g N ==?= 110.55002501F m a N ==? =惯 120.53001501 F m a N ==?=惯 所以: 49002940250150 2360h F =-++=

合力产生的力矩: 0.16409 23602 193.6262h M F r Nm =?=? = 其中:r 为链轮的半径 链轮的转速为: 0.5 6.1/0.082 v w rad s r === 6.1 (1/60)58.3/min 22w n r ππ === 2减速机的选型 速比的确定: 初选电机的额定转速为3000r/min 300051.558.3 d n i n === 初选减速器的速比为50,减速器的输出扭矩由上面计算可知:193.6262Nm 3电机的选型 传动方式为电机—减速机—齿轮-链轮-链条传动,将每一级的效率初定位为0.9,则电机的扭矩为: 44193.62 5.9500.9 d M T Nm i η===? 初选电机为松下,3000r/min ,额定扭矩为:9.55Nm ,功率3kw 转子转动惯量为7.85X10-4kgm 2带制动器编码器,减速器为台湾行星减速器,速比为50,额定扭矩为650NM 4惯量匹配 负载的转动惯量为:

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 sp SP ao P K 2 11122? ??? ??++=η ππ M 1-----等速运动时的驱动力矩(N.mm) π 2h F sp ao K ---双螺母滚珠丝杠的预紧力矩(N.mm) F ao ------预紧力(N),通常预紧力取最大轴向工作载荷 F max 的1/3,即 F ao = 3 1 F max 当F max 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: h sp -----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; M B ----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 z 2 --------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 ≤1 M s -----伺服电机的额定转距

电机功率计算公式

电机功率计算公式 Company Document number:WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT

一,电机额定功率和实际功率的区别 是指在此数据下电机为最佳工作状态。 额定电压是固定的,允许偏差10%。 电机的实际功率和实际电流是随着所拖动负载的大小而不同; 拖动的负载大,则实际功率和实际电流大; 拖动的负载小,则实际功率和实际电流小。 实际功率和实际电流大于额定功率和额定电流,电机会过热烧毁; 实际功率和实际电流小于额定功率和额定电流,则造成材料浪费。 它们的关系是: 额定功率=额定电流IN*额定电压UN*根3*功率因数 实际功率=实际电流IN*实际电压UN*根3*功率因数 二,280KW水泵电机额定电流和启动电流的计算公式和相应规范出处 (1)280KW电机的电流与极数、功率因素有关一般公式是:电流=((280KW/380V)0.8.5机的电流怎么算 答:⑴当电机为单相电机时由P=UIcosθ得:I=P/Ucosθ,其中P为电机的额定功率,U为额定电压,cosθ为功率因数; ⑵当电机为三相电机时由P=√3×UIcosθ得:I=P/(√3×Ucosθ),其中P为电机的额定功率,U为额定电压,cosθ为功率因数。 功率因数

在交流电路中,电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数,用符号 cosΦ表示,在数值上,功率因数是有功功率和视在功率的比值,即cosΦ=P/S 功率因数的大小与电路的负荷性质有关,如白炽灯泡、电阻炉等电阻负荷的功率因数为1,一般具有电感或电容性负载的电路功率因数都小于1。功率因数是电力系统的一个重要的技术数据。功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数。功率因数低,说明电路用于交变磁场转换的无功功率大,从而降低了设备的利用率,增加了线路供电损失。所以,供电部门对用电单位的功率因数有一定的标准要求。 (1) 最基本分析:拿设备作举例。例如:设备功率为100个单位,也就是说,有100个单位的功率输送到设备中。然而,因大部分电器系统存在固有的无功损耗,只能使用70个单位的功率。很不幸,虽然仅仅使用70个单位,却要付100个单位的费用。在这个例子中,功率因数是 (如果大部分设备的功率因数 小于时,将被罚款),这种无功损耗主要存在于电机设备中(如鼓风机、抽水机、压缩机等),又叫感性负载。功率因数是马达效能的计量标准。 (2) 基本分析:每种电机系统均消耗两大功率,分别是真正的有用功(叫千瓦)及电抗性的无用功。功率因数是有用功与总功率间的比率。功率因数越高,有用功与总功率间的比率便越高,系统运行则更有效率。 (3) 高级分析:在感性负载电路中,电流波形峰值在电压波形峰值之后发生。两种波形峰值的分隔可用功率因数表示。功率因数越低,两个波形峰值则分隔越大。保尔金能使两个峰值重新接近在一起,从而提高系统运行效率。 对于功率因数改善

图解伺服电机选型实例

伺服电机计算选择应用实例 1. 选择电机时的计算条件 本节叙述水平运动伺服轴(见下图)的电机选择步骤。 例:工作台和工件的 W :运动部件(工作台及工件)的重量(kgf )=1000 kgf 机械规格 μ :滑动表面的摩擦系数=0.05 π :驱动系统(包括滚珠丝杠)的效率=0.9 fg :镶条锁紧力(kgf )=50 kgf Fc :由切削力引起的反推力(kgf )=100 kgf Fcf :由切削力矩引起的滑动表面上工作台受到的力(kgf ) =30kgf Z1/Z2: 变速比=1/1 例:进给丝杠的(滚珠 Db :轴径=32 mm 丝杠)的规格 Lb :轴长=1000 mm P :节距=8 mm 例:电机轴的运行规格 Ta :加速力矩(kgf.cm ) Vm :快速移动时的电机速度(mm -1)=3000 mm -1 ta :加速时间(s)=0.10 s Jm :电机的惯量(kgf.cm.sec 2) Jl :负载惯量(kgf.cm.sec 2) ks :伺服的位置回路增益(sec -1)=30 sec -1 1.1 负载力矩和惯量的计算 计算负载力矩 加到电机轴上的负载力矩通常由下式算出: Tm = + Tf Tm :加到电机轴上的负载力矩(Nm) F :沿坐标轴移动一个部件(工作台或刀架)所需的力(kgf) L :电机转一转机床的移动距离=P ×(Z1/Z2)=8 mm Tf :滚珠丝杠螺母或轴承加到电机轴上的摩擦力矩=2Nm 无论是否在切削,是垂直轴还是水平轴,F 值取决于工作台的重量,摩擦系数。若坐标轴是垂直轴,F 值还与平衡锤有关。对于水平工作台,F 值可按下列公式计算: 不切削时: F = μ(W+fg ) 例如: F ×L 2πη

关于伺服电机与步进电机性能比较及选型的计算方法

关于伺服电机与步进电机性能比较及选型的计算方法 内容来源于 https://www.wendangku.net/doc/3d11066701.html,/%C5%C9%BF%CB%D6%B1%C1%F7%B5%F7%CB%D9%C6%F7/blog/i tem/61656f385baf28de7c1e7129.html 步进电机作为一种开环控制的系统,和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中,步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现,交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。 1、伺服电机和步进电机的性能比较 步进电机作为一种开环控制的系统,和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中,步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现,交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势,运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。虽然两者在控制方式上相似(脉冲串和方向信号),但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。现就二者的使用性能作一比较。 一、控制精度不同 两相混合式步进电机步距角一般为 1.8°、0.9°,五相混合式步进电机步距角一般为0.72°、0.36°。也有一些高性能的步进电机通过细分后步距角更小。如山洋公司(S A N Y O D E N K I)生产的二相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为 1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°,兼容了两相和五相混合式步进电机的步距角。 交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。以全数字式交流伺服电机为例,对于带标准2000线编码器的电机而言,由于驱动器内部采用了四倍频技术,其脉冲当量为360°/8000=0.045°。对于带17位编码器的电机而言,驱动器每接收131072个脉冲电机转一圈,即其脉冲当量为360°/131072 =0.0027466°,是步距角为 1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。 二、低频特性不同 步进电机在低速时易出现低频振动现象。振动频率与负载情况和驱动器性能有关,一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当步进电机工作在低速时,一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象,比如在电机上加阻尼器,或驱动器上采用细分技术等。

电机减速器的选型计算实例

电机减速器的选型计算 实例 集团企业公司编码:(LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-

电机减速机的选型计算1参数要求 配重300kg,副屏重量为500kg,初选链轮的分度圆直径为164.09mm,链轮齿数为27,(详见misimi手册P1145。副屏移动的最大速度为0.5m/s,加速时间为1s。根据移动屏实际的受力状况,将模型简化为: 物体在竖直方向上受到的合力为: 其中: 所以: 合力产生的力矩: 其中:r为链轮的半径 链轮的转速为: 2减速机的选型 速比的确定: 初选电机的额定转速为3000r/min 初选减速器的速比为50,减速器的输出扭矩由上面计算可知:193.6262Nm 3电机的选型 传动方式为电机—减速机—齿轮-链轮-链条传动,将每一级的效率初定位为0.9,则电机的扭矩为: 初选电机为松下,3000r/min,额定扭矩为:9.55Nm,功率3kw转子转动惯量为 7.85X10-4kgm2带制动器编码器,减速器为台湾行星减速器,速比为50,额定扭矩为650NM 4惯量匹配 负载的转动惯量为:

转换到电机轴的转动惯量为: 惯量比为: 电机选型手册要求惯量比小于15,故所选电机减速器满足要求 减速机扭矩计算方法: 速比=电机输出转数÷减速机输出 ("速比"也称"传动比")知道电机功率和速比及,求减速机扭矩如下公式: 减速机扭矩=9550×电机功率÷电机功率输入转数×速比×使用系数 知道扭矩和减速机输出转数及使用系数,求减速机所需配电机功率如下公式:电机功率=扭矩÷9550×电机功率输入转数÷速比÷使用系数

电机的选型计算资料

电机选型计算书 PZY 电机(按特大型车设计即重量为2500吨) 一、提升电机 根据设计统计提升框架重量为:2200kg,则总提升重量为G=2500+2200=4700kg 。设计提升速度为5-5.5米/分钟,减速机效率为0.95。 则提升电机所需要的最小理论功率: P=386.444495 .0605.58.94700=??? 瓦。 设计钢丝绳绕法示意图: 如图所示F=1/2*G ,V2=2*V1 即力减半,速度增加一 倍,所以F=2350 kg 。 根据设计要求选择电机功率应P >4444.386瓦,因为所有车库专用电机厂家现有功率P >4444.386瓦电机最小型号 5.5KW ,所以就暂定电机功率P=5.5KW ,i=60。 钢丝绳卷筒直径已确定为260mm ,若使设备提升速度到 5.5m/min 即0.09167m/s ;

由公式: D πων= 可求知卷筒转速: r D 474.1326 .014.311=?==πνω 查电机厂家资料知:电机功率:P=5.5KW 速比: i=60电机输出轴转速为ω=25r ,扭矩为M=199.21/kg ·m ,输出轴径d=φ60mm 。 则选择主动链轮为16A 双排 z=17,机械传动比为: 25474.13i 1' ==z z 54.31474 .131725z 1=?= 取从动轮16A 双排z=33; 1).速度校核: 所选电机出力轴转速为ω=25r ,机械减速比为33/17,得提升卷筒转速: r 88.1233 17251=?=ω 综上可知:提升钢索自由端线速度: min)/(52.1026.088.1214.3m D =??==πων 则提升设备速度为:v=10.52/2=5.26m/min 。 2).转矩校核: 设备作用到钢索卷筒上的力为:G/2=2350kg 。

伺服电机如何进行选型

伺服电机选型技术指南 1、机电领域中伺服电机的选择原则 现代机电行业中经常会碰到一些复杂的运动,这对电机的动力荷载有很大影响。伺服驱动装置是许多机电系统的核心,因此,伺服电机的选择就变得尤为重要。首先要选出满足给定负载要求的电动机,然后再从中按价格、重量、体积等技术经济指标选择最适合的电机。 各种电机的T- 曲线 (1)传统的选择方法 这里只考虑电机的动力问题,对于直线运动用速度v(t) ,加速度 a(t)和所需外力 F(t) 表 示,对于旋转运动用角速度(t) ,角加速度(t)和所需扭矩 T(t) 表示,它们均可以表示 为时 间的函数,与其他因素无关。很显然。电机的最大功率P 电机,最大应大于工作负载所 需的峰值 功率 P 峰值,但仅仅如此是不够的,物理意义上的功率包含扭矩和速度两部分,但在实际的 传动机构中它们是受限制的。用峰值, T 峰值表示最大值或者峰值。电机的最大速度决 定了 减速器减速比的上限, n 上限 = 峰值, 最大 / 峰值,同样,电机的最大扭矩决定了减速比的下 限, n 下限 =T 峰值 /T 电机,最大,如果 n 下限大于 n 上限,选择的电机是不合适的。反之,则可以通过对每 种电机的广泛类比来确定上下限之间可行的传动比范 围。只用峰值功率作为选择电机的原则是不充分的,而且传动比的准确计算非常繁 琐。 (2)新的选择方法 一种新的选择原则是将电机特性与负载特性分离 开,并用图解的形式表示,这种表示方法使得驱动装置的可行性检查和不同系统间的比较更方 便,另外,还提供了传动比的一个可 能范围。这种方法的优点:适用于各种负载情况;将负载和电机的特性分离开;有关动力 的 各个参数均可用图解的形式表示并且适用于各种电机。因此,不再需要用大量的类比来检 查 电机是否能够驱动某个特定的负载。 在电机和负载之间的传动比会改变电机提供的动力荷载参数。比如,一个大的传动比会减小外部扭矩对电机运转的影响,而且,为输出同样的运动,电机就得以较高的速度旋转, 产生较大的加速度,因此电机需要较大的惯量扭 矩。选择一个合适的传动比就能平衡这相反 的两个方面。通常,应用有如下两种方法可以找到这个传 动比n,它会把电机与工作任务很好地协调起来。一是,从电机得到的最大速度小于电机自身的最大 速度电机,最大;二是,电机任意时刻的标准扭矩小于电机额定扭M 额

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 —功率,kW;n —电机的额定转速,r/min;T —转矩,Nm。

电机选型计算公式总结

电机选型计算公式总结功率:P=FV(线性运动) T=9550P/N(旋转运动) P——功率——W F——力——N V——速度——m/s T——转矩——N.M 速度:V=πD N/60X1000 D——直径——mm N——转速——rad/min 加速度:A=V/t A——加速度——m/s2 t——时间——s

力矩:T=FL 惯性矩:T=Ja L ——力臂——mm (圆一般为节圆半径R ) J ——惯量——kg.m2 a ——角加速度——rad/s2 1. 圆柱体转动惯量(齿轮、联轴节、丝杠、轴的转动惯量) 对于钢材:341032-??=g L rD J π M-圆柱体质量(kg); D-圆柱体直径(cm); L-圆柱体长度或厚度(cm); r-材料比重(gf /cm 3)。2. 丝杠折算到马达轴上的转动惯量: 2i Js J = (kgf·cm·s 2) J s –丝杠转动惯量 i-降速比,1 2z z i =3. g w 2s 2??? ??=π (kgf· 角加速度a=2πn/60t v -工作台移动速度(cm/min); n-丝杠转速(r/min); w-工作台重量(kgf); g-重力加速度,g = 980cm/s 2; s-丝杠螺距(cm)2. 丝杠传动时传动系统折算到驱轴上的总转动惯量:

J 1-齿轮z 1及其轴的转动惯量; J 2-齿轮z 2的转动惯量(kgf·cm·s 2); J s -丝杠转动惯量(kgf·cm·s 2); s-丝杠螺距,(cm); w-工件及工作台重量(kfg).5. 齿轮齿条传动时折算到小齿轮轴上的转动惯量2g w R J (kgf·cm·s 2) R-齿轮分度圆半径(cm); w-工件及工作台重量(kgf) 6. J 1,J 2- Ⅱ轴上齿轮的转动惯量(kgf·cm·s 2); R-齿轮z 分度圆半径(cm); w-工件及工作台重量(kgf)

伺服电机及选型

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伺服电机 伺服电机(servomotor)是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机。伺服电机可以控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制,并能快速反应,在自动控制系统中,用作执行元件,可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。 “伺服”一词源于希腊语“奴隶”的意思,“伺服电机”可以理解为绝对服从控制信号指挥的电机:在控制信号发出之前,转子静止不动,当控制信号发出时,转子立即转动;当控制信号消失时,转子能即时停转。因此伺服电机指的是随时跟随命令进行动作的一种电机,是以其工作性质命名的。 伺服主要靠脉冲来定位,伺服电机接收到一个脉冲就会旋转一个脉冲对应的角度,从而实现位移。伺服本身带有编码器,具备发出脉冲的功能,所以伺服电机每旋转一个角度,就会发出对应数量的脉冲。等于是把电机旋转的详细信息反馈回去,形成闭环。这样的话,系统就会知道发了多少脉冲给电机,同时又收了多少脉冲回来,这样就能很精准的控制电机的转动,实现非常精准的定位。 一、伺服电机分类 1、直流伺服 结构简单控制容易。但从实际运行考虑,直流伺服电动机引入了机械换向装置,成本高,故障多,维护困难,经常因碳刷产生的火花影响生产,会产生电磁干扰。而且碳刷需要维护更换。机械换向器的换向能力,也限制了电动机的容量和速度。

2、交流伺服 分为永磁同步伺服电机和异步伺服电机。目前运动控制基本都用同步电机。 永磁同步伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。特点如下: 1、控制速度非常快,从启动到额定转速只需几毫秒;而相同情况下异步电机却需要几秒钟。 2、启动扭矩大,可以带动大惯量的物体进行运动。 ? 3、功率密度大,相同功率范围下相比异步电机可以把体积做得更小、重量做得更轻。 ? 4、运行效率高。 ? 5、可支持低速长时间运行。 ? 6、断电无自转现象,可快速控制停止动作。 7、控制和响应性能比异步伺服电机高很多。 二、伺服电机计算 2.1、电机转矩

伺服电机的选型计算方法

伺服电机的选型计算方法
2012-4-17 10:51:00 来源:kingservo
1、
伺服电机和步进电机的性能比较
步进电机作为一种开环控制的系统, 和现代数字控制技术有着本质的联系。 在目前国 内的数字控制系统中,步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现,交 流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。 为了适应数字控制的发展趋势, 运动控 制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。 虽然两者在控制方 式上相似(脉冲串和方向信号),但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。现就二 者的使用性能作一比较。 一、控制精度不同 两相混合式步进电机步距角一般为 1.8°、0.9°,五相混合式步进电机步距角一般 为 0.72 °、0.36°。也有一些高性能的步进电机通过细分后步距角更小。如山洋公司 (SANYO DENKI)生产的二相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为 1.8°、 0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°,兼容了两相和五相混合 式步进电机的步距角。 交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。以京伺服(KINGSERVO) 全数字式交流伺服电机为例,对于带标准 2500 线编码器的电机而言,由于驱动器内部采 用了四倍频技术,其脉冲当量为 360°/10000=0.036°。对于带 17 位编码器的电机而言, 驱动器每接收 131072 个脉冲电机转一圈,即其脉冲当量为 360°/131072=0.0027466°, 是步距角为 1.8°的步进电机的脉冲当量的 1/655。 二、低频特性不同 步进电机在低速时易出现低频振动现象。 振动频率与负载情况和驱动器性能有关, 一 般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。 这种由步进电机的工作原理所决定的低频振 动现象对于机器的正常运转非常不利。 当步进电机工作在低速时, 一般应采用阻尼技术来 克服低频振动现象,比如在电机上加阻尼器,或驱动器上采用细分技术等。 交流伺服电机运转非常平稳, 即使在低速时也不会出现振动现象。 交流伺服系统具有 共振抑制功能,可涵盖机械的刚性不足,并且系统内部具有频率解析机能(FFT),可检 测出机械的共振点,便于系统调整。 三、矩频特性不同 步进电机的输出力矩随转速升高而下降, 且在较高转速时会急剧下降, 所以其最高工 作转速一般在 300~600RPM。交流伺服电机为恒力矩输出,即在其额定转速(一般为 2000RPM 或 3000RPM)以内,都能输出额定转矩,在额定转速以上为恒功率输出。 四、过载能力不同 步进电机一般不具有过载能力。交流伺服电机具有较强的过载能力。以京伺服 (KINGSERVO)交流伺服系统为例, 它具有速度过载和转矩过载能力。 其最大转矩为额定转 矩的三倍, 可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。 步进电机因为没有这种过载能力, 在选型时为了克服这种惯性力矩, 往往需要选取较大转矩的电机, 而机器在正常工作期间 又不需要那么大的转矩,便出现了力矩浪费的现象。 五、运行性能不同

电机选型案例

小白进阶篇—电机选型案例集 主讲:小丸子教育—泽雨老师 目的:掌握不同电机在不同工况下的选型问题 课程内容: 1,皮带输送线电机选型 设计要求: 20Kg 物料X 2 传送速度1m/s 加速时间0.15s 已知条件: 摩擦系数=0.2 机械效率=90% 滚子直径=200mm 1. 计算功率 s rad mm s mm mm s m D V T P M N R F T N F F N N N s s m Kg s m K a m f F /102002/10002002/14.282843 1 12131338015.0/120/102.0g 402 =??=??=?=?=?=?==?+==+=?+??=?+=π ππππ)(辊筒辊筒 辊筒 负载负载辊筒皮带拉力负载负载皮带拉力负载ωω

W W W P K P KW r T P M N M N T mm s mm r n n i i T T W s rad M N T P 3823829 .02862.1286.09550 min /14409.115 4.2815200/1000min /1440284/104.28==?=?==?=?=?==?=== =??=?=ηω电机 实际电机电机电机负载电机 传动比 负载电机辊筒负载负载校验:π

设计要求; M=50Kg 运行速度1m/s 加速时间0.25s 直线导轨摩擦系数0.1 带轮直径100mm [] N s m Kg s s m Kg s m Kg a m g m F 250/)25 .01 5010501.0(25.0/150/10501.02 2 =??+??=? +??=?+??=μ负载

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