步进伺服电机选型计算V1.1(实用版)
- 格式:xls
- 大小:339.00 KB
- 文档页数:4
伺服电机的选型计算办法一、确定负载惯量:负载惯量是指伺服电机需要驱动的负载系统的惯性矩阵。
负载的形状、质量、分布和转动部件的位置等都会影响到负载的惯性矩阵。
1.如果负载是刚体,惯性矩阵可以通过测量负载的质量和尺寸,并进行计算得到。
2.如果负载是连续变形的物体,可以通过将其分为多个刚体部分,分别计算惯性矩阵,再进行合成得到整个负载的惯性矩阵。
二、计算定格转矩和定格转速:1.根据应用的工作周期,计算出所需的平均定格转矩。
定格转矩是指电机在长时间运行情况下,能够稳定输出的转矩。
2.根据应用的工作周期和速度要求,计算出所需的平均定格转速。
定格转速是指电机能够稳定运行的最大转速。
三、选择电机型号:1.根据定格转矩和定格转速的要求,查找电机制造商提供的电机规格表,找到满足要求的电机型号。
2.选择电机型号时还需要考虑其他因素,如电机的功率、最大转矩、过载能力、加速度能力等。
根据具体应用的需求进行综合考虑,选取合适的电机型号。
四、校核选型:1.根据选择的电机型号,计算电机的部分负载转矩和转矩脉冲响应时间。
与应用要求进行比较,确保选型的合理性。
2.根据负载惯量和转矩要求,计算伺服电机的加速时间。
与应用的加速要求进行比较,确保选型的合理性。
3.根据电机的定格转矩和转速,计算电机的输出功率。
与应用的功率需求进行比较,确保选型的合理性。
五、其他因素考虑:除了上述的基本选型计算办法外,还需考虑其他因素,例如电机的可靠性、寿命、环境适应性、维护和保养成本等。
总结:伺服电机的选型计算是一个综合考虑电机的转矩、转速、功率和其他性能指标的过程。
根据负载的惯性矩阵、应用的工作周期和速度要求,选择合适的电机型号,并进行校核以确保选型的合理性。
同时,还需要考虑其他因素,如电机的可靠性、寿命和维护成本等。
以上是伺服电机选型计算的一般步骤,具体要根据具体的应用需求来选择,需要结合实际情况进行综合决策。
步进电机选型的计算方法步进电机选型表中有部分参数需要计算来得到。
但是实际计算中许多情况我们都无法得到确切的机械参数,因此,这里只给出比较简单的计算方法。
一、驱动模式的选择驱动模式是指如何将传送装置的运动转换为步进电机的旋转。
下图所示的驱动模式包括了电机的加/减速时间,驱动和定位时间,电机的选型基于模式图。
●必要脉冲数的计算必要脉冲数是指传动装置将物体从起始位置传送到目标位置所需要提供给步进电机的脉冲数。
必要脉冲数按下面公式计算:必要脉冲数=物体移动的距离距离电机旋转一周移动的距离×360 o步进角●驱动脉冲速度的计算驱动脉冲速度是指在设定的定位时间中电机旋转过一定角度所需要的脉冲数。
驱动脉冲数可以根据必要脉冲数、定位时间和加/减速时间计算得出。
(1)自启动运行方式自启动运行方式是指在驱动电机旋转和停止时不经过加速、减速阶段,而直接以驱动脉冲速度启动和停止的运行方式。
自启动运行方式通常在转速较低的时候使用。
同时,因为在启动/停止时存在一个突然的速度变化,所以这种方式需要较大的加/减速力矩。
自启动运行方式的驱动脉冲速度计算方法如下:驱动脉冲速度[Hz]= 必要脉冲数[脉冲] 定位时间[秒](2)加/减速运行方式加//减速运行方式是指电机首先以一个较低的速度启动,经过一个加速过程后达到正常的驱动脉冲速度,运行一段时间之后再经过一个减速过程后电机停止的运行方式。
其定位时间包括加速时间、减速时间和以驱动脉冲速度运行的时间。
加/减速时间需要根据传送距离、速度和定位时间来计算。
在加/减速运行方式中,因为速度变化较小,所以需要的力矩要比自启动方式下的力矩小。
加/减速运行方式下的驱动脉冲速度计算方法如下:驱动脉冲速度[Hz]= 必要脉冲数-启动脉冲数[Hz]×加/减速时间[秒] 定位时间[秒]-加/减速时间[秒]二、电机力矩的简单计算示例必要的电机力矩=(负载力矩+加/减速力矩)×安全系数●负载力矩的计算(TL)负载力矩是指传送装置上与负载接触部分所受到的摩擦力矩。
伺服电机选型计算
1.负载惯量计算
负载惯量是指负载的转动惯量,计算方式为质量乘以质心距离平方。
负载惯性大会对电机的加速度和精度要求产生一定的影响。
伺服电机需要
具备足够的能力来加速和控制负载。
负载惯量的计算公式为:
J=m*r^2
其中,J表示负载的转动惯量,m表示负载的质量,r表示负载的质
心距离。
根据实际情况确定负载的质量和质心距离,可以估算负载的转动惯量。
2.加速度计算
加速度是指负载达到一定速度所需的时间。
加速度较大可以提高生产
效率,但可能会引起震动和噪音。
确定合适的加速度需要根据应用需要进
行权衡。
加速度的计算公式为:
a=(ωf-ωi)/t
其中,a表示加速度,ωf表示最终速度,ωi表示初始速度,t表示
加速时间。
3.扭矩计算
扭矩是伺服电机提供的力矩,其大小决定了电机的最大负载能力。
根据应用需求可以计算出负载所需的最大扭矩。
扭矩的计算公式为:
T=J*α
其中,T表示所需的最大扭矩,J表示负载的转动惯量,α表示加速度。
4.功率计算
功率是指电机输出的机械功率,也是伺服电机选型的一个重要参数。
根据应用需求可以计算出对应负载的最大功率。
功率的计算公式为:
P=M*ω
其中,P表示功率,M表示扭矩,ω表示角速度。
5.速度计算
速度是指电机的转速,根据应用需求可以计算出所需的最大速度。
速度的计算公式为:
V=ω*r
其中,V表示速度,ω表示角速度,r表示负载的质心距离。
伺服电机选型计算公式伺服电机选型计算公式是指通过一系列的计算公式来确定伺服电机的合适参数,以满足特定需求。
伺服电机选型的主要目标是确定伺服电机的额定转矩、额定电流、额定功率等参数,以及选择合适的伺服驱动器。
下面将介绍一些常用的伺服电机选型计算公式。
1.负载的转矩计算公式:负载的转矩是伺服电机选型的基础,通过计算负载的转矩,可以确定伺服电机的额定转矩。
负载的转矩可以通过以下公式计算:负载转矩=(负载力*负载半径)/(传动效率*减速比)2.伺服电机的额定转矩计算公式:伺服电机的额定转矩是指在额定转速下,电机能够提供的最大转矩。
额定转矩可以通过以下公式计算:额定转矩=(负载转矩+加速扭矩)/传动效率3.伺服电机的额定电流计算公式:伺服电机的额定电流是指在额定转矩下,电机所需的额定电流。
额定电流可以通过以下公式计算:额定电流=额定转矩*电流系数/额定转速4.伺服电机的额定功率计算公式:伺服电机的额定功率是指在额定转矩和额定转速下,电机所提供的对外功率。
额定功率可以通过以下公式计算:额定功率=额定转矩*额定转速/9.555.伺服驱动器的额定功率计算公式:伺服驱动器的额定功率是指驱动器所能提供的最大功率。
额定功率可以通过以下公式计算:额定功率=伺服电机的额定功率/驱动器的效率除了上述几个常用的伺服电机选型计算公式外,还需要考虑一些其他因素,例如:负载的加速时间、负载的惯性矩、伺服系统的控制精度等,这些因素都会对伺服电机的选型产生影响,需要综合考虑。
同时,还需要根据具体的应用环境和需求,选择合适的伺服电机和驱动器型号,以确保系统的性能和可靠性。
需要注意的是,伺服电机选型计算公式只是一个参考,实际选型过程中还需要考虑一系列的工程参数和实际情况,同时也需要借助一些专业的伺服电机选型软件,以更准确地确定伺服电机的参数。
步进电机选型的计算方法步进电机选型表中有部分参数需要计算来得到。
但是实际计算中许多情况我们都无法得到确切的机械参数,因此,这里只给出比较简单的计算方法。
一、驱动模式的选择驱动模式是指如何将传送装置的运动转换为步进电机的旋转。
下图所示的驱动模式包括了电机的加/减速时间,驱动和定位时间,电机的选型基于模式图。
●必要脉冲数的计算必要脉冲数是指传动装置将物体从起始位置传送到目标位置所需要提供给步进电机的脉冲数。
必要脉冲数按下面公式计算:必要脉冲数=物体移动的距离距离电机旋转一周移动的距离×360 o步进角●驱动脉冲速度的计算驱动脉冲速度是指在设定的定位时间中电机旋转过一定角度所需要的脉冲数。
驱动脉冲数可以根据必要脉冲数、定位时间和加/减速时间计算得出。
(1)自启动运行方式自启动运行方式是指在驱动电机旋转和停止时不经过加速、减速阶段,而直接以驱动脉冲速度启动和停止的运行方式。
自启动运行方式通常在转速较低的时候使用。
同时,因为在启动/停止时存在一个突然的速度变化,所以这种方式需要较大的加/减速力矩。
自启动运行方式的驱动脉冲速度计算方法如下:驱动脉冲速度[Hz]=必要脉冲数[脉冲]定位时间[秒](2)加/减速运行方式加//减速运行方式是指电机首先以一个较低的速度启动,经过一个加速过程后达到正常的驱动脉冲速度,运行一段时间之后再经过一个减速过程后电机停止的运行方式。
其定位时间包括加速时间、减速时间和以驱动脉冲速度运行的时间。
加/减速时间需要根据传送距离、速度和定位时间来计算。
在加/减速运行方式中,因为速度变化较小,所以需要的力矩要比自启动方式下的力矩小。
加/减速运行方式下的驱动脉冲速度计算方法如下:驱动脉冲速度[Hz]=必要脉冲数-启动脉冲数[Hz]×加/减速时间[秒]定位时间[秒]-加/减速时间[秒]二、电机力矩的简单计算示例必要的电机力矩=(负载力矩+加/减速力矩)×安全系数●负载力矩的计算(TL)负载力矩是指传送装置上与负载接触部分所受到的摩擦力矩。
伺服电机选型计算引言伺服电机是一种能够精确控制转速、位置和加速度的电机,广泛应用于工业自动化领域。
为了正确选型伺服电机,需要综合考虑多个因素,如负载特性、所需转动速度、加速度和减速度等。
本文将介绍伺服电机的选型计算方法。
1. 伺服电机基本参数在选型计算之前,首先需要了解伺服电机的基本参数,这些参数对于计算非常重要。
常见的基本参数包括:•额定转矩:伺服电机能够连续输出的最大转矩。
•额定转速:伺服电机在额定负载下能够达到的最高转速。
•道数:伺服电机的反馈器件信号周期数量,通常是脉冲或电压。
•分辨率:伺服电机的转子位置检测精度,通常以脉冲数表示。
2. 负载特性分析选型伺服电机的第一步是分析负载特性。
负载特性包括负载转矩和转动惯量。
可以通过以下公式计算负载转矩:负载转矩 = 工作负载 × 工作半径其中,工作负载是指应用中所需的转矩,工作半径是转轴到工作力点的距离。
转动惯量是指负载物体抵抗转动的惯性,可以通过以下公式计算:转动惯量 = 负载质量 × 负载半径²负载质量是指负载物体的质量,负载半径是转轴到负载质心的距离。
3. 加速度计算在伺服电机选型中,需要考虑加速度和减速度,以确保电机能够在规定的时间内达到所需速度。
加速度的计算公式如下:加速度 = (目标速度 - 初始速度) / 时间其中,目标速度是所需达到的最终速度,初始速度是实际启动时的初始速度。
4. 选型计算有了上述参数和计算公式,可以开始具体的选型计算。
选型计算主要包括以下步骤:1.确定工作负载和工作半径。
2.计算负载转矩和转动惯量。
3.确定加速度和减速度的要求。
4.根据负载转矩和转动惯量,选择能够满足要求的伺服电机。
5.检查是否满足速度要求,如果不满足,可以考虑调整加速度和减速度参数。
在具体计算中,还需要考虑一些额外因素,如安全系数、附加负载等。
结论伺服电机选型计算是一项重要且复杂的任务,需要综合考虑多个因素。
通过合理的选型计算,可以确保伺服电机能够满足工作需求,并提供稳定和可靠的运行。
伺服电机选型设计计算一、引言伺服电机是一种能够进行位置、速度和力控制的电机,广泛应用于机械设备、自动化设备、机器人等领域。
在进行伺服电机选型设计时,需要考虑的参数包括负载惯量、所需转矩、速度要求等。
本文将以其中一种机械设备为例,介绍伺服电机选型设计的计算方法。
二、负载惯量计算负载惯量是指转动物体的重心与转动轴心之间的惯量,可以通过以下公式计算:J=m*r²其中,J为负载惯量,m为负载的质量,r为负载的半径。
在计算时需要考虑到实际系统中传动装置的参数。
三、转矩计算转矩是指伺服电机输出的力矩,可以通过以下公式计算:T=J*α其中,T为转矩,J为负载惯量,α为加速度。
在计算转矩时,需要根据具体应用的加速度要求进行确定。
四、最大转矩计算为了保证正常运行,伺服电机的转矩应大于或等于最大转矩,可以通过以下公式计算:T_max = T + F * r其中,T_max为最大转矩,T为转矩,F为负载的水平力,r为负载的半径。
五、速度计算速度是指伺服电机的转动速度,可以通过以下公式计算:ω=2*π*n/60其中,ω为速度,n为转速。
在计算速度时,需要根据具体应用的速度要求进行确定。
六、转动惯量计算转动惯量是指伺服电机本身的惯量,可以通过以下公式计算:J_m=m_m*r_m²+J_r其中,J_m为转动惯量,m_m为伺服电机本身的质量,r_m为伺服电机本身的半径,J_r为转动装置的惯量。
根据具体应用的转动装置进行确定。
七、功率计算功率是伺服电机输出的功率,可以通过以下公式计算:P=T*ω/1000其中,P为功率,T为转矩,ω为速度。
在计算功率时,需要考虑到实际应用中的效率,通常取效率值为0.8左右。
八、综合考虑在进行伺服电机选型设计时,需要综合考虑转矩、速度和功率等参数。
一般来说,转矩需大于或等于最大转矩,速度需大于或等于所需速度,功率需大于或等于所需功率。
同时,还需要考虑价格、体积和可靠性等因素。
电机的选择:(1)电机扭矩的计算 负载扭矩是由于驱动系统的摩擦力和切削力所引起的可用下式表达: FL M =π2式中 M-----电动机轴转距;F------使机械部件沿直线方向移动所需的力;L------电动机转一圈(2πrad )时,机械移动的距离2πM 是电动机以扭矩M 转一圈时电动机所作的功,而FL 是以F 力机械移动L 距离时所需的机械功。
实际机床上,由于存在传动效率和摩擦系数因素,滚珠丝杠克服外部载荷P 做等速运动所需力矩,应按下式计算:z z M h h F M B spSPao P K 211122⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=ηππ M 1-----等速运动时的驱动力矩(N.mm)π2hF spao K---双螺母滚珠丝杠的预紧力矩(N.mm) Fao------预紧力(N),通常预紧力取最大轴向工作载荷Fm ax的1/3,即F ao =31F m ax当F m ax 难于计算时,可采用F ao =(0.1~0.12))(N C a ; C a -----滚珠丝杠副的额定载荷,产品样本中可查:hsp-----丝杠导程(mm);K--------滚珠丝杠预紧力矩系数,取0.1~0.2;P---------加在丝杠轴向的外部载荷(N),W F P μ+=; F---------作用于丝杠轴向的切削力(N); W--------法向载荷(N),P W W 11+=;W 1-----移动部件重力(N),包括最大承载重力;P 1-------有夹板夹持时(如主轴箱)的夹板夹持力;μ --------导轨摩擦系数,粘贴聚四氟乙烯板的滑动导轨副09.0=μ,有润滑条件时,05.0~03.0=μ,直线滚动导轨004.0~003.0=μ;η1-------滚珠丝杠的效率,取0.90~0.95;MB----支撑轴承的摩擦力矩,即叫启动力矩(N.m),可以从滚珠丝杠专用轴承样本中得到,见表2-6(这里注意,双支撑轴承有M B 之和的问题)z 1--------齿轮1的齿数 z2--------齿轮2的齿数最后按满足下式的条件选择伺服电机M M s ≤1Ms-----伺服电机的额定转距(2)惯量匹配计算 为使伺服进给系统的进给执行部件具有快速相应能力,必须选用加速能力大的电动机,亦即能够快速响应的电机(如采用大惯量伺服电机),但又不能盲目追求大惯量,否则由于不能从分发挥其加速能力,会不经济的。
步进电机选型表中有部分参数需要计算来获得。
可是实质计算中很多状况我们都没法获得切实的机械参数,所以,这里只给出比较简单的计算方法。
一、驱动模式的选择驱动模式是指怎样将传递装置的运动变换为步进电机的旋转。
下列图所示的驱动模式包含了电机的加 / 减速时间,驱动和定位时间,电机的选型鉴于模式图。
●必需脉冲数的计算必需脉冲数是指传动装置将物体从开端地点传递到目标地点所需要供应给步进电机的脉冲数。
必需脉冲数按下边公式计算:物体挪动的距离360 o必需脉冲数=×距离电机旋转一周挪动的距离步进角●驱动脉冲速度的计算驱动脉冲速度是指在设定的定位时间中电机旋转过必定角度所需要的脉冲数。
驱动脉冲数能够依据必需脉冲数、定位时间和加/ 减速时间计算得出。
(1)自启动运行方式自启动运行方式是指在驱动电机旋转和停止时不经过加快、减速阶段,而直接以驱动脉冲速度启动和停止的运行方式。
/ 停止时存在一个忽然自启动运行方式往常在转速较低的时候使用。
同时,由于在启动的速度变化,所以这类方式需要较大的加/ 减速力矩。
自启动运行方式的驱动脉冲速度计算方法以下:必需脉冲数 [ 脉冲 ]驱动脉冲速度[Hz]=定位时间 [ 秒](2)加 / 减速运行方式加// 减速运行方式是指电机第一以一个较低的速度启动,经过一个加快过程后达到正常的驱动脉冲速度,运行一段时间以后再经过一个减速过程后电机停止的运行方式。
其定位时间包含加快时间、减速时间和以驱动脉冲速度运行的时间。
加/ 减速时间需要依据传递距离、速度和定位时间来计算。
在加/ 减速运行方式中,由于速度变化较小,所以需要的力矩要比自启动方式下的力矩小。
加/ 减速运行方式下的驱动脉冲速度计算方法以下:必需脉冲数-启动脉冲数[Hz] ×加 / 减速时间 [ 秒 ] 驱动脉冲速度 [Hz]=定位时间 [ 秒 ] -加 / 减速时间 [ 秒 ]二、电机力矩的简单计算示例必需的电机力矩=(负载力矩+加 / 减速力矩)×安全系数●负载力矩的计算(TL)负载力矩是指传递装置上与负载接触部分所遇到的摩擦力矩。