《电机选型介绍》PPT课件.ppt

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1、1华北分公司技术支援科：王敬利2014年3月18日伺服电机选型选型基础知识容量选择事例容量选择总结实际应用案例分析23容量选型：基础知识牛顿力学三定律：任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态，直到受到其它物体的作用力迫使它改变这种状态为止。物体在受到合外力的作用会产生加速度，加速度的方向和合外力的方向相同，加速度的大小正比于合外力的大小与物体的惯性质量成反比。两个物体之间的作用力和反作用力，在同一条直线上，大小相等，方向相反。一切运动计算的基础！由外力求得转距的方法转距＝力×半径＝力×［１转的移动量／（２×π）］＝力×［周长／（２×π）

2、］＝力×［导程／（２×π）］容量选型：基础知识力半径转矩力转矩导程5容量选型：基础知识何为惯量？時間速度加速度＝速度Ｖ／加速時間加速時間速度Ｖ加速转矩＝半径×质量×加速度加速度＝速度V／时间加速转矩＝半径×质量×速度Ｖ／時間　　速度Ｖ＝距离／时间＝半径×角度／时间＝半径×角速度加速转矩＝半径×质量×半径×角速度／时间＝半径２×质量×角加速度半径^２×质量就是它的惯量转动惯量定义为：J=∑mi*ri^2（1）式中mi表示刚体的某个质点的质量，ri表示该质点到转轴的垂直距离。转动惯量是表征刚体转动惯性大小的物理量,它与刚体的质量、质量相对

3、于转轴的分布有关。刚体的转动惯量是由质量、质量分布、转轴位置三个因素决定的。(2)同一刚体对不同转轴的转动不同,凡是提到转动惯量,必须指明它是对哪个轴的才有意义。6容量选型：基础知识惯量转换7容量选型：基础知识伺服选型基本要素：转矩、速度、转动惯量功率、转矩、速度关系：P=N*T÷9549.3额定转速之下，恒转矩输出；额定转速之上，恒功率输出(式中P:功率，单位为kW;N电机额定转速，单位为RPM;T:额定转矩，单位为N.m)。例如：某电机的功率为200W,额定转速3000RPM,请问其额定转矩为多大？由以上公式得：T=(9549.3*

4、P)÷N=((9549.3*0.2)÷3000=0.64Nm8容量事例举例：此装置为垂直轴，总质量为20kg滚轴丝杠的导程40mm移动移动距离为300mm速度为500mm/s9选定事例10选定事例后来客户设计时把机械质量的增大20kg→30kg导致不平衡转矩超限11选定事例因为马达的额定速度是3000rpm，滚轴丝杠的导程是40mm，这样线速度可以达到2000mm/s。而实际客户只需要500mm/s的速度，因此可以把导程改为10mm该怎么办？是否要选择容量更大的马达？不需要12选定事例13选定事例事例总结：滚轴丝杠的导程在移动速度满足

5、的条件下尽量选小的。马达的转速最好不要比额定速度小太多，最好为额定转速的90％左右。设计变更后要重新做容量计算案例计算与分析1415break练习机械构成图机械参数如选用MR-J3系列伺服，电机容量应选择多少？机械传动参数数值丝杠直径50mm丝杠长度4500mm丝杠上总重量1500kg导程50mm移动速度60m/min计算结果数值丝杠直径50mm丝杠长度4500mm丝杠上总重量1500kg导程50mm移动速度60m/min计算结果JL=215.371Kg.cm^2负载转矩：TL=0.01×1500×9.8×20/(2×3.14×1000

6、)=0.46N.m＜6.37N.m加减速时间：tsa=tsd=0.45s总负载惯量：JL=215.371Kg.cm2加速转矩：Tma={(JL+JM)×N0/(9.55×10000×tsa)}+TL={(215.371+2.3)×1200/(9.55×10000×0.45)}+0.46=6.54N.m减速转矩：Tmd={(JL+JM)×N0/(9.55×10000×tsd)}+TL=5.45N.m有效负载率：7%峰值负载率：6.54/6.37=102%电机选型三要素：使用把马达速度转换为额定速度的85％～90％左右的减速机原因：1.要留

7、有10％～15％可以提高速度的余量2.要功率可以达到要求的情况下，要使用最经济的马达。Ｐ＝Ｔｍ×Ω。3.输出转距恒定的话，转速要在额定转速之下总结（一）转矩、惯量额定转速P,TmLPTm速度、转矩实效转矩选在85％以下，最大转矩275％以下原因：做容量选定的时候，只是对机械结构的构想和计划。详细设计后的实际值可能会有增加，所以一定要留有余量。使用垂直轴场合，不平衡转矩要控制在70％以下。惯量根据工作制式选择确定转动惯量比，一般负载按照样本指定选择即可，通常在5~10倍左右；高频定位负载转动惯量比2或以下。总结（二）负载计算电机选型三要素

8、：速度、过载特性曲线转矩、惯量总结（三）机械传动中效率机械传动效率等于各个部分效率的乘积以右侧齿轮传动系统为例传动效率：齿轮传动系统P入P出机械传动功率机械传动扭矩备注：T1主轴转矩；TN从动轴转矩；i1N