電機扭矩計算

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上1、 系統構成：變頻器控制電機，電機接蝸輪蝸桿升降機；2、兩組系統舉升約最大250kg負載，舉升形成300mm；3、蝸輪蝸桿升降機絲桿的升降速度最大200mm/min；4、啟停時平穩(wěn)，加減速距離50mm，加減速時間5s；小弟咨詢的電機為4極異步電機550w和750w兩種，550w扭矩3.75N.M，750w扭矩5N.M，請大俠們指點，如何選擇電機的扭矩。1、 重物轉動慣量： JW = F * (PB/2/3.14)2 (kg.cm2)二、絲桿轉動慣量: JB = MB * (DB2)/8 (kg.cm2)三、折算到電機軸上的轉動慣量： JL = (JW + JB)/R

2、2 (kg.cm2)JL/(R2) =3JD 驗算減速比J = F.v (N.m)F.v = F.r (N.m)其中:PB絲桿螺距；DB絲桿直徑；R減速比；v速度；計算時要考慮傳動效率與單位換算比如轉動慣量單位(kg.cm2)換算成(kg.m2)感謝各位的回復，雖然1樓大俠給出了詳細的公式，但是小弟有兩處還略有不懂。1、小弟需要計算電機的扭矩，最終確定電機的型號；2、JD是什么參數；3、J=F.V=F.r中.V.r分別表示什么參數；4、蝸輪蝸桿升降機選擇SWL2.5的小弟新人，請不吝賜教哦！現在把結構簡圖發(fā)出來，方便大家分析問題，越詳細越喜歡的哦！想問的重點是這套系統選擇550w、3.75N.

3、M扭矩的電機可以嗎？JD 電機轉動慣量扭矩T J = F.v J 折算的轉動慣量 角速度=2n/60 n轉速 v 速度你這個系統中還要折算減速箱的轉動慣量；此系統550W電機足夠了。考慮傳動效率：絲桿0.8，蝸箱0.8T = F.PB/2/R/ = 200*9.8*6/6280/24/0.8/0.8 = 0.12N.m加速轉矩：假設加速時間3秒a = 1440 * PB / 60/3 = 46.7/s2 Ta = F.PB/2/R/ = 200 * 6 * 46.7/6280/24/0.8/0.8 = 0.59N.m伺服電機有直流、交流之分，一般來說選擇合適的伺服電機要根據機器的負載大小和速度

4、來選一、進給驅動伺服電機的選擇1.原則上應該根據負載條件來選擇伺服電機。在電機軸上所有的負載有兩種，即阻尼轉矩和慣量負載。這兩種負載都要正確地計算，其值應滿足下列條件:1)當機床作空載運行時，在整個速度范圍內，加在伺服電機軸上的負載轉矩應在電機連續(xù)額定轉矩范圍內，即應在轉矩速度特性曲線的連續(xù)工作區(qū)。2)最大負載轉矩，加載周期以及過載時間都在提供的特性曲線的準許范圍以內。3)電機在加速/減速過程中的轉矩應在加減速區(qū)(或間斷工作區(qū))之內。4)對要求頻繁起，制動以及周期性變化的負載，必須檢查它的在一個周期中的轉矩均方根值。并應小于電機的連續(xù)額定轉矩。5)加在電機軸上的負載慣量大小對電機的靈敏度和整個

5、伺服系統的精度將產生影響。通常，當負載小于電機轉子慣量時，上述影響不大。但當負載慣量達到甚至超過轉子慣量的5倍時，會使靈敏度和響應時間受到很大的影響。甚至會使伺服放大器不能在正常調節(jié)范圍內工作。所以對這類慣量應避免使用。推薦對伺服電機慣量Jm和負載慣量Jl之間的關系如下: Jl5Jm1、負載轉矩的計算負載轉矩的計算方法加到伺服電機軸上的負載轉矩計算公式，因機械而異。但不論何種機械，都應計算出折算到電機軸上的負載轉矩。通常，折算到伺服電機軸上的負載轉矩可由下列公式計算:Tl=(F*L/2)+T0式中:Tl折算到電機軸上的負載轉矩(N.M)；F：軸向移動工作臺時所需要的力；L：電機軸每轉的機械位移

6、量(M)；To：滾珠絲杠螺母，軸承部分摩擦轉矩折算到伺服電機軸上的值(N.M)；：驅動系統的效率F：取決于工作臺的重量，摩擦系數，水平或垂直方向的切削力，是否使用了平衡塊(用在垂直軸)。無切削時: F=*(W+fg)，切削時: F=Fc+*(W+fg+Fcf)。W：滑塊的重量(工作臺與工件)Kg；：摩擦系數；Fc：切削力的反作用力；Fg：用鑲條固緊力；Fcf：由于切削力靠在滑塊表面作用在工作臺上的力(kg)即工作臺壓向導軌的正向壓力。 計算轉矩時下列幾點應特別注意：(a)由于鑲條產生的摩擦轉矩必須充分地考慮。通常，僅僅從滑塊的重量和摩擦系數來計算的轉矩很小的。請?zhí)貏e注意由于鑲條加緊以及滑塊表面

7、的精度誤差所產生的力矩。(b)由于軸承，螺母的預加載，以及絲杠的預緊力滾珠接觸面的摩擦等所產生的轉矩均不能忽略。尤其是小型輕重量的設備。這樣的轉矩回應影響整個轉矩。所以要特別注意。(c)切削力的反作用力會使工作臺的摩擦增加，以此承受切削反作用力的點與承受驅動力的點通常是分離的。如圖所示，在承受大的切削反作用力的瞬間，滑塊表面的負載也增加。當計算切削期間的轉矩時，由于這一載荷而引起的摩擦轉矩的增加應給予考慮。(d)摩擦轉矩受進給速率的影響很大，必須研究測量因速度工作臺支撐物(滑塊，滾珠，壓力)，滑塊表面材料及潤滑條件的改變而引起的摩擦的變化。已得出正確的數值。(e)通常，即使在同一臺的機械上，隨

8、調整條件，周圍溫度，或潤滑條件等因素而變化。當計算負載轉矩時，請盡量借助測量同種機械上而積累的參數，來得到正確的數據。2.負載慣量的計算。由電機驅動的所有運動部件，無論旋轉運動的部件，還是直線運動的部件，都成為電機的負載慣量。電機軸上的負載總慣量可以通過計算各個被驅動的部件的慣量，并按一定的規(guī)律將其相加得到。1)圓柱體慣量 如滾珠絲杠，齒輪等圍繞其中心軸旋轉時的慣量可按下面公式計算: J=(/32)*D4L(kg cm2) 如機構為鋼材，則可按下面公式計算: J=(0.78*10-6)*D4L(kg cm2) 式中: 材料的密度(kg/cm2) D圓柱體的直經(cm) L圓柱體的長度(cm)2

9、)軸向移動物體的慣量工件，工作臺等軸向移動物體的慣量，可由下面公式得出: J=W*(L/2)2 (kg cm2) 式中: W直線移動物體的重量(kg) L電機每轉在直線方向移動的距離(cm)3)圓柱體圍繞中心運動時的慣量如圖所示:圓柱體圍繞中心運動時的慣量屬于這種情況的例子:如大直經的齒輪，為了減少慣量，往往在圓盤上挖出分布均勻的孔這時的慣量可以這樣計算: J=Jo+W*R2(kg cm2) 式中:Jo為圓柱體圍繞其中心線旋轉時的慣量(kgcm2) W圓柱體的重量(kg) R旋轉半徑(cm)4)相對電機軸機械變速的慣量計算將上圖所示的負載慣量Jo折算到電機軸上的計算方法如下: J=(N1/N2

10、)2Jo 式中:N1 N2為齒輪的齒數3.電機加速或減速時的轉矩 電機加速或減速時的轉矩1)按線性加減速時加速轉矩計算如下: Ta=(2Vm/60*104) *1/ta(Jm+JL)(1-e-ks。ta) Vr=Vm1-1/ta.ks(1-e-ksta) Ta加速轉矩(N.M) Vm快速移動時的電機轉速(r/min) Ta加速時間(sec) Jm電機慣量(N.m.s2) JL負載慣量(N.m.s2) Vr加速轉矩開始減少的點 Ks伺服系統位置環(huán)增益(sec-1)電機按指數曲線加速時的加速轉矩曲線此時，速度為零的轉矩To可由下面公式給出: To=(2Vm/60*104) *1/te(Jm+JL)

11、 Te指數曲線加減速時間常數2)當輸入階段性速度指令時。 這時的加速轉矩Ta相當于To，可由下面公式求得(ts=ks)， Ta=(2Vm/60*104)*1/ts(Jm+JL)。3.工作機械頻繁啟動，制動時所需轉矩。當工作機械作頻繁啟動，制動時，必須檢查電機是否過熱，為此需計算在一個周期內電機轉矩的均方根值，并且應使此均方根值小于電機的連續(xù)轉矩。電機的均方根值:Trms=(Ta+Tf)2t1+Tf2t2+(Ta-Tf)2t1+To2t3/T周式中: Ta加速轉矩(N.M) Tf摩擦轉矩(N.M) To在停止期間的轉矩(N。M)t1t2t3t周 所知的時間。 t1t2t3t周 所知的時間示意圖4

12、.負載周期性變化的轉矩計算也需要計算出一個周期中的轉矩均方根值Trms。且該值小于額定轉矩。這樣電機才不會過熱，正常工作。負載慣量與電機的響應和快速移動ACC/DEC時間息息相關。帶大慣量負載時，當速度指令變化時，電機需較長的時間才能到達這一速度，當二軸同步插補進行圓弧高速切削時大慣量的負載產生的誤差會比小慣量的大一些。通常，當負載慣量小于電機慣量時上述提及的問題一般不會發(fā)生。如果高于5倍馬達轉子慣量，一般伺服會出現不良反應，像高速激光切割機床，在設計時就要考慮負載慣量低于電機轉子慣量。 電機及減速機扭矩、功率計算公式減速機使用系數u原動機 工作平穩(wěn) 輕微沖擊 中等沖擊嚴重沖擊工作機|均勻平穩(wěn)

13、 1.00 1.25 1.50 1.75輕微沖擊1.10 1.35 1.60 1.85中等沖擊 1.25 1.50 1.75 2.00嚴重沖擊 1.50 1.75 2.00 2.25或更大四、電機輸出扭矩與電機轉速、功率的關系。 1、公式：T=9550P/n此公式為工程上常用的：扭矩；功率；轉速三者關系的計算公式。式中：T-扭矩（N.M）；9550-常數（不必追究其來源）；P-電機的功率（KW）；n-輸出的轉速（轉/ 分）注：需要注意的是：若通過減速機計算扭矩時，要考慮齒輪傳動效率損失的因素。 2、伺服電機扭矩計算公式:T=F*R*減速比。例子：帶動100kg的物體，R=50mm，減速比為：1：50， 求伺服電機的扭矩？答案：100x9.