电机选型

一、三相异步电机输出扭矩与电机转速、功率的关系。

1、公式:T=9550P/n此公式为工程上常用的:扭矩;功率;转速三者关系的计算公式。  式中:T--扭矩;9550--常数(不必追究其来源);P--电机的功率(KW);n--输出的转速(转/分)  

注1:需要注意的是:若通过减速机计算扭矩时,要考虑齿轮传动效率损失的因素。

注2:电流I启=(4~7)I额,扭矩T启=(2~3) T额

2、伺服电机扭矩计算公式:T=F*R*减速比

例子:带动100kg的物体,R=50mm,减速比为:1:50,求伺服电机的扭矩?答案:100x9.8(重力加速度)x0.05x0.02=1.98N.M

二、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Tb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Fb。

水平行走:Fb=μW

垂直升降:Fb=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Tb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Tb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Ta和工作扭矩Tb之和。其中工作扭矩Tb通过上一部分求得,惯性扭矩Ta由惯性力Fa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。

Ta计算方法与Tb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JM、齿轮转动惯量JG、丝杠转动惯量JS和负载转动惯量J之和。其中电机转动惯量JM、齿轮转动惯量JG和丝杠转动惯量JS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。

电机选型的计算方法(电机选型需要的参数及计算公式)(1)

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:

电机选型的计算方法(电机选型需要的参数及计算公式)(2)

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·Tb;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。

电机选型的计算方法(电机选型需要的参数及计算公式)(3)

电机选型的计算方法(电机选型需要的参数及计算公式)(4)

电机选型的计算方法(电机选型需要的参数及计算公式)(5)

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