电机的计算及选型.pdf

设计选型公式集合一、扭矩、功率公式1)P=T∗N9550（电机功率）2)T=P∗9550N（电机扭矩）3)P=F*V （直线运动）4)P=T*ω（圆周运动）P：功率(W)T：转矩 (N.M)N：转速(R/min)ω：角速度rad/s (360度=2πrad)减速机的核心：减速增矩电机转速除以算出来的转速，等于整个系统的传动比i二、线速度、角速度和转速关系1)N=V∗602∗π∗R物体速度和滚轮转速的关系2)ω=2∗π∗N60圆周运动常用转速转化为角速度来计算3)N=V∗60Pb丝杆线速度与转速关系4)V=ω*R 线速度与角速度的关系5)∵T=PbV , T=2πω∴PbV =2πω→ω=2πVPb丝杆角速度与线速度的关系6)β=ωt =2πVPb∗t丝杠角加速度与线速度的关系V：线速度 m/sN：转速n/min，三相异步电机（1500/3000/1000）步进电机（600R以下）伺服电机（3000R左右）ω：角速度rad/s (360度=2πrad)Pb：丝杆导程（m）R：半径（m）T: 运行周期三、负载的受力情况匀速运动受力：1)F=μ*m*g水平直线运动2)F=m*g竖直运动3)T=F*R扭矩（同步带、齿条、各类带传动情况下）负载匀速扭矩（丝杆传动）4)T = F∗Pb2∗π∗ηF：力（N）m：质量(kg)g：重力加速度（9.8N/kg）μ：摩擦系数T：扭矩（N.m）J：惯量（kg.m2）β：角加速度（rad/s2）R：(与力相连的轮子的半径，单位m）Pb：丝杆导程（m）η：机械传动效率四：惯量、加速扭矩直线加速运动：1)F=m*a惯性力矩2)a=v/t加速度a：加速度（m/s2）圆周加速运动：1)T=j*β惯性扭矩2)J=m*r2转动惯量3)β=ω/t 角加速度4)ω=2*π*N角速度5)J=m(Pb2π)2丝杆负载直线运动质量等价转动惯量等价推导公式：J=m(2πr2π)2=mr2T：扭矩（N.m）J：惯量（kg.m2）ω：角速度rad/s (360度=2πrad)β：角加速度（rad/s2）t：加速时间（s）Pb：丝杆导程（m）m：质量(kg)五、基本参数普通电机功率：P = k∗F∗Vη电机功率选择k：工况系数 1.5-3F：负载F=μ*m*gη：机械传动效率，效率=齿轮*齿轮*轴承*链轮 0.5-0.8 例：P=2*100*10*0.2*0.5/0.6=370W其中：2 系数K100 负载质量10 重力加速度0.2 摩擦系数0.5 负载速度0.6 效率控制电机J：惯量（kg.m2）V：线速度 m/sω：角速度rad/s (360度=2πrad)β：角加速度rad/s²例如：电机转速V=1500rpm角速度ω=2π*1500/60角加速度β=（2π*1500/60）/0.2s加速时间:普通电机 0.5s控制（步进）电机 0.2s加速惯量矩T =J*β补充说明旋转扭矩的计算：由外部负荷引起的摩擦扭矩（匀速扭矩、负载扭矩）摩擦扭矩如下∶电机快速选型时电机扭矩：T= K*T1步进电机 K= 6伺服电机 K= 2或3丝杆惯量：1、每单位长度的丝杠轴惯量为：H（根据选定的型号查参数表）假设丝杠轴全长L（行程+螺母长度+轴端）丝杆惯量∶J= H X L2、计算丝杠轴的惯量也可以自己使用圆柱体绕自身中心线旋转的转动惯量计算公式：J：转动惯量，单位：kg·cm²；m：丝杠轴质量，单位：kg；r: 丝杠半径，单位：cm；丝杠上的负载惯量（直线运动惯量）计算公式为：J：负载惯量，单位：kg·cm²；m: 负载质量,所有被驱动的直线运动部件的质量总和，单位：kg；A：皮带主动轮转一圈或者齿轮转一圈负载的行程，单位：cm；加减速机折算到电机轴上的转动惯量：。

(完整版)电机选型与计算电机选型与计算一、引言本文档旨在为用户提供有关电机选型与计算的详细信息。

电机选型与计算是在不同应用场景下选择合适的电机并进行相关计算的过程。

本文将介绍电机选型的基本原则，并提供一个简单的电机选型与计算示例，以帮助用户更好地理解该过程。

二、电机选型的基本原则在进行电机选型时，需要考虑以下几个基本原则：1. 功率需求：根据应用需求确定所需的电机功率。

功率需求是选择合适电机的关键因素之一。

2. 转速需求：根据应用需求确定所需的电机转速范围。

转速需求可根据设备运行情况或工艺要求来确定。

3. 扭矩需求：根据应用需求确定所需的电机扭矩范围。

扭矩需求与设备所需的载荷能力相关。

4. 工作环境：根据应用环境考虑电机的工作温度范围、防护等级和防腐性能等特性。

5. 动力源：根据应用提供电源类型（如交流电、直流电等）选择合适的电机类型。

三、电机选型与计算示例假设我们需要为某个应用场景选型合适的电机，并计算其所需的功率、转速和扭矩。

以某工业生产设备为例，该设备所需电机的功率为10千瓦，转速为2000转/分钟，扭矩为100牛米。

根据功率需求，我们可以选择适用于10千瓦功率的电机。

根据转速需求，我们可以选择适用于2000转/分钟转速范围的电机。

根据扭矩需求，我们可以选择适用于100牛米扭矩范围的电机。

通过对市场上可用的电机进行比较和选择，我们最终确定了一款符合要求的电机。

该电机具有10千瓦功率、2000转/分钟转速和100牛米扭矩，并满足所需的工作环境要求。

接下来，我们可以根据所选电机的参数进行一些简单的计算，如电机效率、功率因数等。

这些计算可以帮助我们进一步确认所选电机是否满足应用需求。

四、总结电机选型与计算是一个根据应用需求选择合适电机并进行相关计算的过程。

通过考虑功率、转速、扭矩以及工作环境等因素，我们可以选择适合特定需求的电机。

并且，根据所选电机的参数，我们可以进行一些简单的计算以确保所选电机满足应用需求。

名词解释1. 最大允许转矩：在本产品系列中主要是对减速箱而言，减速箱的输出轴转矩随减速比的变化而变化，受材料、结构等多方面因素制约。

减速箱最大允许转矩指在保证强度、使用寿命等正常工况下可能承受（或输出）的最大转矩。

2. 传动效率：减速箱动力传递的效能。

3. 径向负载：电机或减速箱输出轴在半径方向上的承受载荷。

4. 轴向负载：电机或减速箱输出轴在轴向上的承受载荷。

5. 额定：在保持正常温度下，电机能够安全运行的限度称为额定。

例如：额定输出、额定电压、额定频率、额定转速。

额定时间：额定输出下可正常连续运转的时间称为额定时间。

连续额定：在额定输出下，可连续使用时称为连续额定。

短时间额定：在指定的固定时间做额定输出运转时称为短时间额定。

6. 输出：单位时间对外所做的功。

额定输出：电机在额定电压、额定频率下，连续稳定的输出额定转速、额定转矩。

7. 转矩：起动转矩：电机起动时瞬间产生的转矩。

最大转矩：电机在一定电压、一定频率下可能输出的最大转矩。

额定转矩：电机在额定电压、额定频率下可连续输出的转矩。

静摩擦转矩：电磁制动、离合器制动等在停止状况下，为保持该状态时电机的输出转矩。

容许转矩：指电机运转时所能使用的最大转矩。

该转矩受电机的额定转矩、温升以及组合的减速箱强度所限制。

8. 转速：同步转速：电机的固定特性参数与电机的极数、使用电源的频率有关。

Ns=120f/P（r/min）Ns :同步转速（r/min）f :电源频率（Hz）p :电极极数空载转速：标准电机、可逆电机在无负载时的转速（比同步转速低1～5％）。

额定转速：电机在额定工况下的转速（比同步转速低5～20％）。

转差率：转速的表示方式之一。

S=（Ns-N）/N （r/min）S :转差率Ns :同步转速（r/min）N :任意负载时的转速（r/min）9. 停止过转量：电机输出轴从切断电源的瞬间到完全停止时，因惯性继续旋转的圈数（或角度）。

10.制动力：为使电机输出轴快速减速、制动停止，或使电机输出轴保持状态所施加于电机（转子）的力。

直线电机选型方法实例
假设我们需要选用一台直线电机，用于驱动一台重量为100kg 的运动平台，需要满足以下要求：
-最大速度：2m/s
-最大加速度：5m/s²
-持续工作时间：8小时
-工作环境温度：20℃
根据以上要求，我们需要进行选型计算：
1.计算载荷
载荷=运动平台质量×重力加速度
载荷=100kg×9.8m/s²
载荷=980N
2.计算最大力
最大力=载荷×最大加速度
最大力=980N×5m/s²
最大力=4900N
3.计算最大功率
最大功率=最大力×最大速度
最大功率=4900N×2m/s
最大功率=9800W
4.计算额定功率
额定功率=最大功率×1.5
额定功率=9800W×1.5
额定功率=14700W
5.选择适合的直线电机
根据以上计算，我们需要选择额定功率为14700W的直线电机。

同时，我们还需要考虑工作环境温度，应该选择能够在20℃下正常工作的直线电机。

还需要考虑其他因素，如包括电机的体积、重量、噪音、维护成本等因素。

最终选型应该综合考虑以上因素，选择最为适合的直线电机。

电机选型与计算介绍电机选型和计算是在设计电气系统时的重要任务。

正确选择适合的电机类型和大小对于确保系统的正常运行至关重要。

本文档将介绍电机选型的一般步骤，并提供相关计算示例。

电机选型步骤1. 确定负载要求在选择电机之前，首先需要确定负载的要求。

这包括负载的功率、转速和工作周期等方面的要求。

根据这些要求，我们可以确定电机的类型和额定参数。

2. 选择电机类型根据负载要求，选择适合的电机类型。

常见的电机类型包括直流电动机、交流异步电动机和交流同步电动机等。

每种类型的电机都有其特定的适用场景和优缺点。

3. 计算负载参数根据负载的功率和转速要求，计算出负载所需的扭矩和转矩。

这些参数将帮助我们确定电机的额定参数，例如额定功率和额定转速。

4. 确定额定参数根据计算得出的负载参数，确定电机的额定参数。

这包括额定功率、额定转矩、额定电压和额定转速等。

确保选择的电机能够满足负载的要求，并具备一定的余量。

5. 进行效率和功率因数的计算根据电机的额定参数，计算电机的效率和功率因数。

这些参数将帮助我们评估电机在实际运行中的能效和电能利用情况。

电机选型计算示例假设我们需要选型一台交流异步电机，用于驱动一台工业风机。

工业风机的负载功率为5千瓦，额定转速为1500转/分钟。

根据以下步骤进行选型计算：1. 确定负载要求：负载功率为5千瓦，额定转速为1500转/分钟。

2. 选择电机类型：由于需求是工业应用，我们选择交流异步电动机。

3. 计算负载参数：根据负载功率和转速，计算所需的扭矩和转矩。

4. 确定额定参数：根据计算得到的负载参数，选择适合的电机额定参数，例如额定功率、额定转矩和额定电压等。

5. 进行效率和功率因数的计算：根据电机的额定参数，计算电机的效率和功率因数。

以上是电机选型和计算的一般步骤和计算示例。

根据实际需求和应用场景，可能需要进行更详细和复杂的计算和分析。

电机选型计算公式1.功率计算公式：功率（P）=扭矩（T）×角速度（ω）其中，功率单位为瓦特（W），扭矩单位为牛顿·米（Nm），角速度单位为弧度/秒（rad/s）。

2.转速计算公式：转速（n）=60×角速度（ω）÷（2×π）其中，转速单位为转/分钟（rpm），角速度单位为弧度/秒（rad/s），π取近似值3.143.扭矩计算公式：扭矩（T）=力（F）×杠杆臂长（r）其中，扭矩单位为牛顿·米（Nm），力单位为牛顿（N），杠杆臂长单位为米（m）。

4.电机转矩计算公式：电机转矩（Tm）= （9.81 × p × η × Fr）÷ （ηm × nm）其中，电机转矩单位为牛顿·米（Nm），重力加速度取9.81m/s²，压力系数（p）为1.2，机械效率（η）为机械传动系统的效率，Fr为所需要的负载力，电机效率（ηm）为电机的效率，机械效率和电机效率通常取0.85-0.925.电机电压计算公式：电机电压（V）=（Rm+Rl）×Im×K其中，电机电压单位为伏特（V），电机内部电阻（Rm）和线圈电阻（Rl）的单位为欧姆（Ω），电机电流（Im）的单位为安培（A），K为系数，通常取1.1-1.2这些公式仅为一般的电机选型计算公式，实际选型过程中还需要考虑其他因素，如电机的额定功率、额定电流、效率曲线等。

同时还需要根据具体的负载要求来确定电机需要的额外特性，如启动转矩、过载能力等。

因此，在进行电机选型计算时，最好参考电机制造商的技术手册和相关标准，以确保选型的准确性和可靠性。

电机选型计算公式总结功率：P=FV（线性运动）T=9550P/N(旋转运动)P——功率——WF——力——NV——速度——m/sT——转矩——速度：V=πD N/60X1000D——直径——mmN——转速——rad/min加速度：A=V/tA——加速度——m/s2t——时间——s力矩：T=FL惯性矩：T=JaL——力臂——mm（圆一般为节圆半径R）J ——惯量——a ——角加速度——rad/s21. 圆柱体转动惯量(齿轮、联轴节、丝杠、轴的转动惯量)82MD J =对于钢材：341032-⨯⨯=gLrD J π)(1078.0264s cm kgf L D ⋅⋅⨯-M-圆柱体质量(kg)；D-圆柱体直径(cm)； L-圆柱体长度或厚度(cm)；r-材料比重(gf /cm 3)。

2. 丝杠折算到马达轴上的转动惯量：2i Js J = (kgf·c m·s 2)J s c m·s 2)； i-降速比，12z z i =3. 工作台折算到丝杠上的转动惯量gw22⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=n v J π gw2s 2⎪⎭⎫ ⎝⎛=π (kgf·c m·s 2)角加速度a=2πn/60t v -工作台移动速度(cm/min)； n-丝杠转速(r/min)； w-工作台重量(kgf)；g-重力加速度，g = 980cm/s 2； s-丝杠螺距(cm)2. 丝杠传动时传动系统折算到驱轴上的总转动惯量：())s cm (kgf 2g w 122221⋅⋅⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+++=πs J J iJ J S tJ 1-齿轮z 1及其轴的转动惯量； J 2-齿轮z 2的转动惯量(kgf ·cm ·s 2)；J s -丝杠转动惯量(kgf ·cm ·s 2)； s-丝杠螺距，(cm)； w-工件及工作台重量(kfg).5. 齿轮齿条传动时折算到小齿轮轴上的转动惯量2gw R J =(kgf ·c m·s 2)R-齿轮分度圆半径(cm); w-工件及工作台重量(kgf)6. 齿轮齿条传动时传动系统折算到马达轴上的总转动惯量⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=2221g w 1R J i JJ t J 1，J 2-分别为Ⅰ轴，Ⅱ轴上齿轮的转动惯量(kgf ·c m·s 2)；R-齿轮z 分度圆半径(cm)；w-工件及工作台重量(kgf)。

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。

下列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应步进电机的脉冲数。

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到达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例如必要的电机力矩＝〔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。

三相电机选型及计算案例1.选型计算通用公式P功率(W)T转矩(N.M)N转速(R/min)P=T.N/9550T=P.9550/NP=F.V(直线运动）P=T.ω(圆周运动）速度V线速度m/sN转速n/minω角速度rad/s(360度=2πrad)N=V*1000*60/（2πR）物体速度和滚轮转速的关系ω=2πN/60圆周运动常用转速转化为角速度来计算N=V*60*1000/Pb丝杆线速度与转速关系N转速三相异步电机（1500/3000/1000）步进电机（600R以下）伺服电机（3000R左右）减速机的核心减速增矩电机转速除以算出来的转速，等于整个系统的传动比i负载的受力情况水平直线运动：F=μmgF力（N）m质量(kg)g重力加速度g=10n/kg竖直运动：F=mg圆周运动：T=j*βT扭矩（n.m）j惯量（kg.m^2）β角加速度（rad/s^2）同步带、齿条、各类带传动情况下：扭矩T=F.RR(与力相连的轮子的半径）丝杆传动：扭矩T=F*Pb/(2π*η)惯量直线运动F=maa=v/ta加速度（m/s^2）圆周运动T=j*βj=mr^2β=ω/tω=2πNT扭矩（n.m）j惯量（kg.m^2）ω角速度rad/s(360度=2πrad)β角加速度（rad/s^2）t加速时间（s）2.常见产品案例例题1：皮带输送机负载重量400KG速度30M/min滚子直径200MM总效率η=百分之75摩擦系数0.2安全系数k=1.8求：电机功率转速扭矩减速比（12345678910）求大小链轮齿数解法1：F=μmg=0.2*400*10=800NP=F.V*k/η=800*0.5*1.8/0.75=960W=0.96kw（取1kw）N=V*1000*60/（2πR）=30*1000/3.14/2/100=48r/min设电机转速为1500则电机转矩T=P*9.55/1500=6.1n.m则减速比为1500/48=31.25（取31）选择10设小链轮齿数为17则大链轮齿为17*3.1=53解法2：F=μmg=0.2*400*10=800NT=F.D/2=800*0.2/2=80n.m（滚子转矩）N=V*1000*60/（2πR）=30*1000/3.14/2/100=48r/min设电机转速为1500减速比为1500/48=31.25（取31）选择10设小链轮齿数为17则大链轮齿为17*3.1=53电机的扭矩等于T（负载）/i=t（电机）=80/31=2.58nm电机需要的理论功率为P=TN/9550=2.58*1500/9550=0.4KW电机实际功率等于p*k/η=0.4*1.8/0.75=0.96kw（取1kw）。

电机的选型计算电机选型计算书PZY电机（按特大型车设计即重量为2500吨）一、提升电机根据设计统计提升框架重量为：2200kg,则总提升重量为G=2500+2200=4700kg。

设计提升速度为5-5.5米/分钟，减速机效率为0.95。

则提升电机所需要的最小理论功率：如图所示F=1/2*G，V2=2*V1 即力减半，速度增加一倍，所以F=2350 kg根据设计要求选择电机功率应P>4444.386瓦，因为所有车库专用电机厂家现有功率5.5KW，所以就暂定电机功率钢丝绳卷筒直径已确定为到5.5m/min 即0.09167m/s；P > 4444.386瓦电机最小型号P=5.5KW , i=60。

260mm，若使设备提升速度由公式:- D可求知卷筒转速：V 1113.474rnD 3.14江0.26查电机厂家资料知：电机功率：P=5.5KW 速比：i=60电机输出轴转速为3 =25r，扭矩为M=199.21/kg • m,输出轴径d= $ 60mm。

则选择主动链轮为16A双排z=17,机械传动比为：z 13.474i乙2525 沃17 “ 一取从动轮16A双排z=33;1).速度校核:所选电机出力轴转速为 3 =25r ,机械减速比为33/仃，得提升卷筒转速：25汉17「12.88r133综上可知：提升钢索自由端线速度：「二D = 3.14 12.88 0.26 = 10.52(m/min)则提升设备速度为：v= 10.52/2=5・26m/min 。

2).转矩校核：设备作用到钢索卷筒上的力为：G/2=2350kg则，卷筒所需最小转矩:T=2350*0.13=305.5 kg • m链条传动效率取n =0.96,动载系数取K=1.2，电机出力 轴最小转矩为；可见：T i <199.21。

故可以选用功率 P=5.5KW 速比i=60 的减速电机作为提升电机。

二、横移电机根据设计统计横移架子的总重为 G=6000kg ，横移运动副的摩擦系数为卩=0.05,牵引力为：F=G* 卩=6000*0.05=300 kg设横移速度为11m/min ,则电机最小功率为：W=300*9.8*11/60=539W车库专用电机厂家现有的P > 539W 电机最小型号P=750W ，所以就暂定电机功率为 P=750W ，横移轮直径d=100mm ，电机所需转速：3 =11/ (3.14*0.1 ) =35r查电机厂家资料与所计算数据比较接近的电机是： 功率:P=750W 速比：i=40电机输出轴转速为 3 =37.5r ，扭矩为M=17.9kg • m ,输出轴径 d= $ 32mm ,1).速度校核305.5 17 1.233 0.96=196.72kg m所选电机出力轴转速为37.5r,横移轮直径d=100mm ,则横移速度为：v= n 3 d=3・14*37・5*0・1=11・775m/min 。

电机选型计算书PZY 电机(按特大型车设计即重量为2500吨）一、提升电机 根据设计统计提升框架重量为:2200kg,则总提升重量为G=2500+2200=4700kg.设计提升速度为5-5.5米/分钟,减速机效率为0.95。

则提升电机所需要的最小理论功率: P=386.444495.0605.58.94700=⨯⨯⨯ 瓦. 设计钢丝绳绕法示意图：如图所示F=1/2*G ，V2=2＊V1 即力减半，速度增加一倍，所以F=2350 kg 。

根据设计要求选择电机功率应P ＞4444.386瓦，因为所有车库专用电机厂家现有功率P ＞4444。

386瓦电机最小型号5。

5KW ，所以就暂定电机功率P=5。

5KW ，i=60.钢丝绳卷筒直径已确定为260mm ，若使设备提升速度到5。

5m/min 即0。

09167m/s ；由公式：D πων=可求知卷筒转速：r D 474.1326.014.311=⨯==πνω 查电机厂家资料知：电机功率：P=5.5KW 速比： i=60电机输出轴转速为ω=25r ，扭矩为M=199。

21/kg ·m ，输出轴径d=φ60mm 。

则选择主动链轮为16A 双排 z=17,机械传动比为：25474.13i 1'==z z 54.31474.131725z 1=⨯= 取从动轮16A 双排z=33；1）.速度校核：所选电机出力轴转速为ω=25r ，机械减速比为33/17，得提升卷筒转速：r 88.123317251=⨯=ω 综上可知：提升钢索自由端线速度：min)/(52.1026.088.1214.3m D =⨯⨯==πων则提升设备速度为:v=10。

52/2=5。

26m/min.2）.转矩校核：设备作用到钢索卷筒上的力为：G/2=2350kg 。

则，卷筒所需最小转矩:T=2350*0。

13=305。

5 kg ·m链条传动效率取η=0.96，动载系数取K=1.2，电机出力轴最小转矩为；m kg T ·72.19696.0332.1175.3051=⨯⨯⨯= 可见:1T 〈199。

①运行条件运行条件代号参数单位最大速度Vmax2m/s移动重量m5kg加速度a20m/s2加速时间Ta2s匀速时间Tc3s减速时间Td2s停止时间Tw2s摩擦力f10N外界应力σ0N安全系数μ 1.3②运行模式的选择㈡推力的计算①加速时推力Fa[N]的计算计算 数值 Fa单位结果110N②匀速时推力Fc[N]的计算计算 数值 Fc单位结果10N③减速时推力Fd[N]的计算计算 数值 Fd单位结果90N④停滞时推力Fw[N]的计算计算 数值 Fw单位结果0N⑤持续推力Frms[N]的计算计算 数值 F`max 单位结果143.0N②马达所需连续推力需大于F`rms计算 数值 F`rms 单位结果87.4N综上选择电机型号为㈣若选择串联①连续电流Irms[A]的计算计算 数值 Irms 单位结果1.1A计算 数值 Irms单位结果 1.8A③外部提供电压U[V]的计算计算 数值 U单位结果176.2V 综上所选驱动器要求如下驱动器数值关系计算数值单位最大输出电压卍大于176.2V连续输出电流卍大于 1.1A最大输出电流卍大于 1.8A㈤若选择并联①连续电流Irms[A]的计算计算 数值 Irms单位结果 2.1A计算 数值 Irms单位结果 3.5A ③外部提供电压U[V]的计算计算 数值 U单位结果87.96V 综上所选驱动器要求如下驱动器数值关系计算数值单位最大输出电压卍大于88.0V连续输出电流卍大于 2.1A最大输出电流卍大于 3.5A。

电机选型计算公式(实用)本文档旨在提供一些实用的电机选型计算公式，以帮助您在选择合适的电机时做出正确的决策。

1. 功率计算公式1.1 直流电机功率计算公式直流电机的功率计算公式为：\[P = V \times I\]其中，P 表示功率（单位：瓦特），V 表示直流电源电压（单位：伏特），I 表示电机电流（单位：安培）。

1.2 交流电机功率计算公式交流电机的功率计算公式为：\[P = \sqrt{3} \times V \times I \times \cos(\phi)\]其中，P 表示功率（单位：瓦特），V 表示交流电源电压（单位：伏特），I 表示电机电流（单位：安培），\(\phi\) 表示电机功率因数。

2. 转矩计算公式2.1 直流电机转矩计算公式直流电机的转矩计算公式为：\[T = K \times I\]其中，T 表示转矩（单位：牛米），K 表示电机转矩常数（单位：牛米/安培），I 表示电机电流（单位：安培）。

2.2 交流电机转矩计算公式交流电机的转矩计算公式为：\[T = \frac{P}{2\pi \times n}\]其中，T 表示转矩（单位：牛米），P 表示功率（单位：瓦特），\(\pi\) 表示圆周率，n 表示电机转速（单位：转每分钟）。

3. 选型建议选型时，您需要根据具体应用场景和需求来选择适合的电机。

除了使用上述计算公式，还可以考虑以下因素：- 扭矩要求：根据应用需求确定所需输入/输出扭矩范围。

- 负载特性：考虑负载类型、负载特性（如启动/制动时间、负载惯性等）。

- 转速范围：根据应用需求确定所需转速范围。

- 效率要求：根据电机在工作效率和能源利用方面的要求。

- 环境条件：考虑工作环境的温度、湿度、防护等级等。

综合考虑这些因素，并结合上述计算公式，您可以更准确地选择合适的电机。

希望本文档能对您选择电机提供帮助！如有任何疑问，请随时联系我们。

1)关于负载条件①基本负载2000kg(工件+夹具+回转变位器+配重)②负载重心位置0.1m(假定为0.1m，设计时务必小于这个值)③负载系数×1.2Motor减速机　减速比=1712)电机规格（a12/3000i）项目额定输出额定转数最高转数3)减速机RV320E-1714)　【关于电机扭矩】 ➊负载扭矩[N・m]　……用于回转的扭矩选择电机规格时，乘以负载系数。

T L＝∑ｍgｒ×Z TL＝∑ｍgｒ×Z＝2000×1.2×9.8×0.1×1/342≒6.877　＜12　电机的额定扭矩 （Z：确认减速比、输出轴的转数有无问题。

）（重力平均负载扭矩＝最大负载扭矩／2^0.5／综合减速比＝2000×1.2×9.8×0.1／2^0.5／342＝4.86） ❷慣性力矩[kg・ｍ2]　：向电机轴（输入轴）的换算。

I＝∑ｍｒ2×Z2 I＝ｍｒ2×Z 2＝2000×1.2×0.12×(1/342)2≒0.36×10-4 I＝m（D 2＋d 2）÷8×Z 2＝I＝∑ｍｒ2×Z 2 ❸角加速度　[rad／s^2] ：最大加速时的负载 dω/dt＝（2π/60) Ｎ／⊿ｔdω/dt＝（2π/60) Ｎ／⊿ｔ＝（2π/60)×3000／0.2≒1570.8 （N：电机额定转数rpm、⊿ｔ：加速时间sec） ❹加速扭矩[kg ・ｍ^2／s^2＝N ・m] ……用于加速的扭矩 Ta＝I ・dω/dtTa＝I ・dω/dt＝74×10-4×1570.8≒11.62 ❺瞬时最大扭矩[kg ・ｍ^2／s^2＝N ・m] Tmax＝TL+ Ta ＜电机的最大扭矩Tmax＝TL+ Ta＝6.877＋11.62＝18.5　＜35　电机的最大扭矩　 变位器最高角速度ωｐmax＝额定转数÷综合减速比×360°÷60sec ＝3000÷342×360÷60 ≒52.63°/sec 加減速时间tA＝t1＝设计值 ＝0.2sec角加速度dωｐ/dt＝ωｐmax/tA ＝263.15°/sec2停止时间ｔ4＝1.0sec以内。

电机选型需要计算工作扭矩、启动扭矩、负载转动惯量，其中工作扭矩和启动扭矩最为重要。

1工作扭矩T b 计算：首先核算负载重量W ，对于一般线形导轨摩擦系数μ=0.01，计算得到工作力F b 。

水平行走：F b =μW垂直升降：F b =W1.1齿轮齿条机构一般齿轮齿条机构整体构造为电机+减速机+齿轮齿条，电机工作扭矩T b 的计算公式为：T b =F b ∙D 2其中D 为齿轮直径。

1.2丝杠螺母机构一般丝杠螺母机构整体构造为电机+丝杠螺母，电机工作扭矩T b 的计算公式为：T b =F b ∙BP 2πη其中BP 为丝杠导程；η为丝杠机械效率（一般取0.9~0.95，参考下式计算）。

η=1−μ′∙tanα1+μ′tanα其中α为丝杠导程角；μ’为丝杠摩擦系数（一般取0.003~0.01，参考下式计算）。

μ=tan β其中β丝杠摩擦角（一般取0.17°~0.57°）。

2启动扭矩T计算：启动扭矩T为惯性扭矩T a和工作扭矩T b之和。

其中工作扭矩T b通过上一部分求得，惯性扭矩T a由惯性力F a 大小决定：F a=W∙a其中a为启动加速度（一般取0.1g~g，依设备要求而定，参考下式计算）。

a=v t其中v为负载工作速度；t为启动加速时间。

T a计算方法与T b计算方法相同。

3 负载转动惯量J计算：系统转动惯量J总等于电机转动惯量J M、齿轮转动惯量J G、丝杠转动惯量J S和负载转动惯量J之和。

其中电机转动惯量J M、齿轮转动惯量J G和丝杠转动惯量J S数值较小，可根据具体情况忽略不计。

下面详述负载转动惯量J 的计算过程。

将负载重量换算到电机输出轴上转动惯量，常见传动机构与公式如下：J=W×(BP2×103)2×(1GL)2J：电机输出轴转动惯量（kg·m2）W：可动部分总重量（kg）BP：丝杠螺距（mm）GL：减速比（≥1，无单位）J=W×(D2×103)2×(1GL)2J：电机输出轴转动惯量（kg·m2）W：可动部分总重量（kg）D：小齿轮直径（mm）链轮直径（mm）GL：减速比（≥1，无单位）J=(J1+W×(L103)2)×(1GL)2J：电机输出轴转动惯量（kg·m2）J1：转盘的转动惯量（kg·m2）W：转盘上物体的重量（kg）L：物体与旋转轴的距离（mm）GL：减速比（≥1，无单位）4 电机选型总结电机选型中需引入安全系数，一般应用场合选取安全系数S=2。

选择步进电机需要进行以下计算：（1）计算齿轮的减速比根据所要求脉冲当量，齿轮减速比i计算如下:i=(φ.S)/(360.Δ) (1-1) 式中φ ---步进电机的步距角（o/脉冲）S ---丝杆螺距（mm)Δ---(mm/脉冲）（2）计算工作台，丝杆以及齿轮折算至电机轴上的惯量Jt。

Jt=J1+（1/i2)[(J2+Js）+W/g（S/2π)2] （1-2）式中Jt ---折算至电机轴上的惯量(Kg.cm.s2)J1、J2 ---齿轮惯量(Kg.cm.s2)Js ----丝杆惯量(Kg.cm.s2) W---工作台重量（N）S ---丝杆螺距（cm）（3）计算电机输出的总力矩MM=Ma+Mf+Mt （1-3）Ma=（Jm+Jt).n/T×1.02×10ˉ2 （1-4）式中Ma ---电机启动加速力矩（N.m)Jm、Jt---电机自身惯量与负载惯量(Kg.cm.s2)n---电机所需达到的转速（r/min）T---电机升速时间（s）Mf=(u.W.s)/(2πηi)×10ˉ2 （1-5）Mf---导轨摩擦折算至电机的转矩（N.m)u---摩擦系数η---传递效率Mt=(Pt.s)/(2πηi)×10ˉ2 （1-6）Mt---切削力折算至电机力矩（N.m)Pt---最大切削力（N）（4）负载起动频率估算。

数控系统控制电机的启动频率与负载转矩和惯量有很大关系，其估算公式为fq=fq0[(1-(Mf+Mt))/Ml）÷(1+Jt/Jm)] 1/2 （1-7）式中fq---带载起动频率（Hz）fq0---空载起动频率Ml---起动频率下由矩频特性决定的电机输出力矩（N.m)若负载参数无法精确确定,则可按fq=1/2fq0进行估算.（5）运行的最高频率与升速时间的计算。

由于电机的输出力矩随着频率的升高而下降，因此在最高频率时，由矩频特性的输出力矩应能驱动负载，并留有足够的余量。

电机
一、电机额定电流的计算；
1、电机名牌上的额定电流指的是线电流。

2、计算方法：
1）、星形接和三角接都是P=1.732*U*I*功率因数*效率（380V，三相异步电机）2）、单相异步电机：P=U*I*功率因数*效率
注：设计时，一般考虑将功率因数*效率假设为0.6-0.8；
3、经验公式：（三相异步电机）
380V电压，每千瓦2A
660V电压，每千瓦1.2A
3000V电压，四千瓦1A
6000V电压，八千瓦1A
二、电机功率的选择：
马力、瓦或千瓦都是表示发动机功率大小的单位。

1千瓦＝1.36马力。

1公制马力（简称马力）是指将75公斤的重量在一秒内垂直提升一米，或者说将4.5吨的重量在1分钟内垂直提升1米的力。

P=W/T=F*S/T=F*1/1=F
1公斤=1Kg ，在生活中，我们常说XX匹马力，而在书报刊中则可以将“匹”字省去。