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工程上常用这个公式:扭矩;权力;三个转速之间关系的计算公式。式中:T-扭矩;950-常数(无需调查其来源);p-电动机的功率(kw);n-输出速度(rpm)
注:需要注意的是,在计算通过减速器的扭矩时,应考虑齿轮传动效率的损失。
注:电流I=(4~7)I,转矩T=(2 ~ 3) T。
2.伺服电机转矩计算公式:T=F*R*减速比。
例:驱动一个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)x 0.05 x 0.02=1.98 N.m。
二、电机选型需要计算工作转矩、起动转矩和负载转动惯量,其中工作转矩和起动转矩最为重要。
首先检查负载重量W,对于一般直线导轨的摩擦系数=0.01,计算工作力Fb。
水平行走:Fb=W
垂直升力:Fb=W
一般的齿轮齿条机构是电机减速器的齿轮齿条,电机工作扭矩Tb的计算公式为:
其中d是齿轮的直径。
一般丝杠螺母机构的整体结构为电机丝杠螺母,电机工作扭矩Tb的计算公式为:
其中BP是螺杆的导程;为螺杆的机械效率(一般为0.9~0.95,参照下式计算)。
其中是螺杆的导程角;’为螺杆的摩擦系数(一般为0.003~0.01,参照下式计算)。
螺杆的摩擦角(一般0.17 ~ 0.57)。
起动转矩T是惯性转矩Ta和工作转矩Tb之和。工作扭矩Tb由上一部分得到,惯性扭矩Ta由惯性力Fa决定:
其中A为启动加速度(一般为0.1g~g,视设备要求而定,参考以下公式计算)。
其中V是负载的工作速度;t是启动加速时间。
Ta计算方法与Tb计算方法相同。
系统惯性矩J始终等于电机惯性矩JM、齿轮惯性矩JG、螺杆惯性矩JS和负载惯性矩J之和,其中电机惯性矩JM、齿轮惯性矩JG和螺杆惯性矩JS的值较小,可根据具体情况忽略不计。有关计算,请参考HIWIN螺钉选择样本。下面详细描述负载惯性矩J的计算过程。
将负载重量转换为电机输出轴上的惯性矩。常见的传输机制和公式如下:
j:电机输出轴的惯性矩(kgm2)
w:可移动部件的总重量(kg)
BP:螺距(毫米)
GL:减速比(1,无单位)
j:电机输出轴的惯性矩(kgm2)
w:可移动部件的总重量(kg)
d:小齿轮的直径(毫米)
链轮直径(毫米)
GL:减速比(1,无单位)
j:电机输出轴的惯性矩(kgm2)
J1:转台的转动惯量(kgm2)
w:转盘上物体的重量(kg)
l:物体和旋转轴之间的距离(mm)
GL:减速比(1,无单位)
电机选型应引入安全系数,一般应用应选择安全系数S=2。电机的额定转矩应s TB;电机的最大扭矩应 S.T.同时,负载惯量与电机惯量之比推荐值。
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