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三个案例告诉你,伺服电机选型计算应该怎么做!

文章来源:旺材电机与电控 作者:【*】 点击:次 时间:2018/7/4 9:52:05
案例一 已知:圆盘质量M=50kg,圆盘直径D=500mm,圆盘最高转速60rpm,请选择伺服电机及减速机,构件示意图如下: 计算圆盘转动惯量 JL= MD2/ 8 = 50 * 2500 / 8 = 15625kg.cm2 假设减速机减速比1:R,则折算到伺服电机轴上负载惯量为15625/ R2。 按照负载惯量<3倍电机转子惯量JM的原则,如果选择400W电机,JM= 0.277kg.cm2,则15625 / R2 < 3*0.277,R2>18803,R>137,输出转速=3000/137=22rpm,不能满足要求。 如果选择500W电机,JM=8.17kg.cm2,则15625 / R2<3*8.17,R2>637,R>25,输出转速=2000/25=80rpm,满足要求。 这种传动方式阻力很小,忽略扭矩计算。 案例二 已知:负载重量M=50kg,同步带轮直径D=120mm,减速比R1=10,R2=2,负载与机台摩擦系数μ=0.6,负载最高运动速度30m/min,负载从静止加速到最高速度时间200ms,忽略各传送带轮重量,驱动这样的负载最少需要多大功率电机?构件示意图如下: 1.计算折算到电机轴上的负载惯量 JL=M * D2 / 4 / R12 =50 * 144 / 4 / 100 =18kg.cm2 按照负载惯量<3倍电机转子惯量JM的原则 JM>6kg.cm2      2.计算电机驱动负载所需要的扭矩 克服摩擦力所需转矩Tf=M*g*μ*(D/2)/ R2/R1 = 50 * 9.8 * 0.6 * 0.06 / 2 / 10 = 0.882N.m 加速时所需转矩Ta=M*a*(D/2)/R2/R1 =50 * (30 / 60 / 0.2) * 0.06 / 2 / 10 =0.375 N.m 伺服电机额定转矩>Tf ,最大扭矩>Tf +Ta 3.计算电机所需要转速 N= v/(πD)*R1 = 30 / (3.14 * 0.12) * 10 = 796 rpm 案例三 已知:负载重量M=200kg,螺杆螺距PB=20mm,螺杆直径DB=50mm,螺杆重量MB=40kg,摩擦系数μ=0.2,机械效率η=0.9,负载移动速度V=30m/min,全程移动时间t=1.4s,加减速时间t1=t3=0.2s,静止时间t4=0.3s。请选择满足负载需求的最小功率伺服电机,构件图如下: 1.计算折算到电机轴上的负载惯量 重物折算到电机轴上的转动惯量JW=M*(PB/2π)2 =200*(2/6.28)2 =20.29kg.cm2 螺杆转动惯量JB=MB*DB2 /8 =40*25/8 =125kg.cm2 总负载惯量JL=JW+JB=145.29kg.cm2 2.计算电机转速 电机所需转速N=V/PB =30/0.02 =1500rpm 3.计算电机驱动负载所需要的扭矩 克服摩擦力所需转矩Tf=M*g*μ*PB/2π/η =200*9.8*0.2*0.02/2π/0.9 =1.387N.m 重物加速时所需转矩TA1=M*a*PB/2π/η =200*(30/60/0.2)*0.02/2π/0.9 =1.769N.m 螺杆加速时所需要转矩TA2=JB*α/ η=JB*(N*2π/60/t1)/η =0.0125*(1500*6.28/60/0.2)/0.9 =10.903N.m 加速所需总转矩TA=TA1+TA2=12.672N.m 4. 选择伺服电机 伺服电机额定扭矩 T>Tf且T >Trms      伺服电机最大扭矩Tmax>Tf+TA 最后选定ECMA-E31820ES电机。
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