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伺服电机选型计算实例

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伺服电机选型计算实例

伺服电机选型计算实例

4
1．2 加速力矩的计算 计算加速力矩：步骤 1
·直线加/减速
伺服电机计算选择应用实例
如果负载惯量比 3 倍的电机惯量大的多，则控制特性将大大下降。 此时，电机的特性需要特殊调整。使用中应避免这样大的惯量。若 机械设计出现这种情况，请与 FANUC 联系。
按下步骤计算加速力矩： 假定电机由 NC 控制加/减速，计算其加速度。将加速度乘 以总的转动惯量（电机的惯量 + 负载惯量），乘积就是加速力矩。 计算式如下。
= 100.1(kgf.cm.) = 9.81(Nm)
5
伺服电机计算选择应用实例
由α2/3000 的速度-转矩特性可以看到，9.81（Nm）的加速 力矩处于断续工作区的外面（见上面的特性曲线和电机的数据单）。 （α2/3000 的力矩是不够的。） 如果轴的运行特性（如，加速时间）不变，就必须选择大电机。比 如，选择α3/3000（Jm 为 0.02 kgf.cm.s2），重新计算加速力矩如下：
Ta=12.1 Nm,；Tm=To=0.9 Nm；t1= 0.1 s；t2=1.8s；t3=7.0s。
（12.1+0.9）2×0.1+0.92×1.8+(12.1-0.9)2×0.1+0.92×7
Trms =
t0
= 20.2 Nm ＜ Ts×0.9=2.9×0.9=2.61 Nm 因此，用α3/3000 电机可以满足上述运行条件。（条件 3）
计算力矩时，要注意以下几点： 。考虑由镶条锁紧力（fg）引起的摩擦力矩
根据运动部件的重量和摩擦系数计算的力矩通常相当小。镶条 锁紧力和滑动表面的质量对力矩有很大影响。 。滚珠丝杠的轴承和螺母的预加负荷，丝杠的预应力及其它一些因 素有可能使得滚动接触的 Fc 相当大。小型和轻型机床其摩擦力矩 会大大影响电机的承受的力矩。 。考虑由切削力引起的滑动表面摩擦力（Fcf）的增加。切削力和驱 动力通常并不作用在一个公共点上如下图所示。当切削力很大时， 造成的力矩会增加滑动表面的负载。 当计算切削时的力矩时要考虑由负载引起的摩擦力矩。

伺服电机的选型计算及应用案例介绍

伺服电机的选型计算及应用案例介绍

伺服电机的选型计算及应用案例介绍伺服电机是一种能够精确控制转速和位置的电动机，广泛应用于工业自动化领域。

选型计算是确定伺服电机规格和性能的过程，通常涉及到转矩、转速、功率、惯量等参数的综合考虑。

1.确定负载要求：首先需要明确伺服电机所驱动的负载的要求，包括所需转矩、转速和精度等。

2.计算转矩需求：根据负载要求，可以通过转矩计算公式来估算所需的转矩。

常用的转矩计算公式为：转矩=负载惯量x加速度角加速度+负载转矩其中，负载惯量是指负载的惯性矩，加速度角加速度是指负载加速度的转矩。

3.计算转速需求：根据负载要求，可以通过转速计算公式来估算所需的转速。

常用的转速计算公式为：转速=转矩/转矩常数其中，转矩常数是伺服电机的特性参数，代表单位转矩所需要的电压或电流。

4.确定功率需求：根据转矩和转速需求，可以计算出所需的功率。

功率可以通过转速和转矩的乘积来计算。

功率=转矩x转速5.确定惯量需求：根据负载的惯性矩和转矩需求，可以计算出所需的惯性矩。

惯性矩可以通过负载的质量和尺寸来计算。

以上是伺服电机选型计算的基本步骤，具体的选型还需要考虑其他因素，如环境温度、耐用性、可靠性等。

下面以一个应用案例来介绍伺服电机的选型计算。

假设有一个机械臂需要驱动，臂长为1米，质量为10千克。

机械臂需要能够承受10牛米的转矩，并以每分钟100转的速度旋转。

根据这些要求，可以使用以下公式计算伺服电机的规格和性能。

负载惯量=质量x(臂长^2)转矩需求=负载惯量x加速度角加速度+负载转矩加速度角加速度=转速/时间转速=100转/分钟负载转矩=10牛米根据以上参数，可以计算出负载惯量、加速度角加速度、转矩需求等。

假设加速时间为1秒，则有：加速度角加速度=(100转/分钟)/(60秒/分钟)/(1秒)=1.67转/秒^2负载惯量=10千克x(1米^2)=10千克·米^2转矩需求=10千克·米^2x(1.67转/秒^2)+10牛米=26.7牛米根据转矩需求和伺服电机的特性参数，可以选择合适的伺服电机。

富士伺服电机选型计算资料

富士伺服电机选型计算资料

富士伺服电机选型计算资料一、关于富士伺服电机的基本资料1. 输出功率（Pout）：也就是电机实际输出的功率，通常用单位瓦特（W）表示。

2. 转速（N）：电机输出的转速，通常用单位转每分钟（rpm）表示。

3.转矩（T）：电机产生的转矩，通常用单位牛顿米（Nm）表示。

4.电压（V）：电机工作时所需的电压，通常用单位伏特（V）表示。

5.电流（I）：电机工作时所需的电流，通常用单位安培（A）表示。

二、富士伺服电机选型计算方法1.计算输出功率：输出功率（Pout）= 转矩（T）× 转速（N）/ 9550单位：W2.计算所需电流：所需电流（I）= 输出功率（Pout）/ 电压（V）单位：A3.确定电机型号：根据所需输出功率和所需电流，在富士伺服电机的型录中找到适合的型号。

4.考虑额定功率：在选型时，要考虑到电机的额定功率与所需输出功率的关系。

通常情况下，额定功率应大于所需输出功率，以保证电机能够正常工作。

5.考虑载荷惯性：在选型时，要考虑到负载的惯性对电机的影响。

如果负载的惯性较大，需要选择功率较大的电机来满足负载的加速度和减速度要求。

6.考虑工作环境：在选型时，还要考虑工作环境的特殊要求，如温度、湿度、振动等因素。

7.考虑控制系统：在选型时，还要考虑控制系统的要求，如控制精度、速度响应时间等因素。

三、富士伺服电机选型计算示例假设需要选型一台富士伺服电机，输出功率要求为2000W，工作电压为220V，负载惯性为0.03kg·m²，工作环境温度为25℃。

首先计算所需电流：所需电流（I）= 输出功率（Pout）/ 电压（V）所需电流（I）=2000W/220V≈9.09A接下来根据所需输出功率和所需电流，在富士伺服电机的型录中找到适合的型号。

假设找到了型号为MHN309D，额定功率为2200W，额定电流为10A。

然后考虑负载惯性，根据负载惯性为0.03kg·m²，选择合适的电机。

伺服电机选型计算实例

伺服电机选型计算实例

伺服电机选型计算实例伺服电机是一种控制器控制的电机，具有高精度和高速度的特点，广泛应用于机械设备中。

在选型伺服电机时，需要考虑多个参数来满足具体的应用要求。

下面以一个选型计算实例来详细介绍伺服电机的选型过程。

假设我们需要选型一台伺服电机用于驱动一个线传动机构，具体要求如下：1.最大负载力为2000N，工作速度范围为0-10m/s。

2. 线传动机构的负载惯量为500kg·m²。

3. 需要保证驱动精度在±0.2mm范围内。

4.工作环境温度范围为0-40℃。

首先，我们需要计算所需的转矩。

根据公式：转矩=负载力×工作半径，其中工作半径等于线传动机构的负载惯量÷2、由于我们没有具体的线传动机构参数，假设负载惯量为500kg·m²，即工作半径为0.25m。

则最大转矩=2000N×0.25m=500N·m。

考虑到一般情况下，峰值转矩为最大转矩的2倍，即1000N·m。

接下来，我们需要计算伺服电机的速度要求。

根据给定的工作速度范围0-10m/s，我们可以选择合适的额定转速。

假设我们选择的额定转速为2000rpm，则转速范围为0-2000rpm。

考虑到加速度和减速度的要求，一般额定转速的选择会略高于平均线速度，假设为2200rpm。

接下来，我们需要选择合适的伺服电机型号。

在选型之前，我们还需要考虑工作环境的温度范围。

根据给定的工作环境温度范围为0-40℃，我们需要选择具备合适温度范围的伺服电机。

一般伺服电机的温度范围为0-50℃，因此我们可以选择标准型号的伺服电机。

在选择伺服电机型号时，我们需要参考厂家提供的电机性能参数。

主要包括额定转矩、额定转速、额定电压、额定电流、额定功率等。

根据我们的要求，我们可以对比不同型号的伺服电机并选择合适的型号。

最后，我们需要根据具体应用需求考虑伺服电机的控制方式、接口类型以及其他附件等。

异步伺服电机、同步伺服电机的选型计算

异步伺服电机、同步伺服电机的选型计算
伺服选型
0
选择伺服电机： ❖ 计算有效运行点，效核电机的热载荷； ❖ 计算最大运行点，效核电机和变频器的连接； ❖ 计算负载和电机转动惯量的比值，用于检验速度
闭环的稳定性；
1
事例1 2
用户提供的参数:
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
名称
负载重量 小车速度 最大的加速度 最大的减速度 车轮直径 摩擦系数 机械效率 附加的减速器 上升时间 运行时间 下降时间 等待时间 异步伺服电机
7
步骤3：确定最大转矩
1.计算加速时所需的转矩
M1max= Mstat + Mdyn1 =250Nm + 875Nm
=1125 Nm
2.计算减速时所需的转矩
M2max= Mstat + （-Mdyn1） =250Nm - 709Nm
=-495Nm
3. 最大转矩
Mmax=1125Nm
8
4.初步选择减速箱型号和工程速比
=875 Nm
2.计算减速时的动态转矩
Mdyn2= m • (-a) • D/2 • ηL =-9000Kg)• 0.35m/s2)• 0.5m/2 • 0.9 =-709 Nm
F
6
步骤2:确定确定动态和静态转矩
3.计算静态转矩
Mstat= FF • D/2 • 1/ηL =100N/t • 9t • 0.25 m • 1/0.9 =250 Nm
理论速比 I=39.26 最大转矩 M= 1125Nm
9
选择KA77 的减速箱 I=40.04
步骤4：电机侧所需的加速转矩
M = 1motor M1max / (ηgear • i) =1125Nm / (0.94 • 40.04) =30 Nm

伺服电机计算选择应用实例

伺服电机计算选择应用实例

伺服电机计算选择应用实例1．选择电机时的计算条件本节叙述水平运动伺服轴（见下图）的电机选择步骤。

例：工作台和工件的W ：运动部件（工作台及工件）的重量（kgf）=1000 kgf 机械规格μ：滑动表面的摩擦系数=0.05π：驱动系统（包括滚珠丝杠）的效率=0.9fg ：镶条锁紧力（kgf）=50 kgfFc ：由切削力引起的反推力（kgf）=100 kgfFcf ：由切削力矩引起的滑动表面上工作台受到的力（kgf）=30kgfZ1/Z2：变速比=1/1例：进给丝杠的（滚珠Db ：轴径=32 mm丝杠）的规格Lb ：轴长=1000 mmP ：节距=8 mm例：电机轴的运行规格Ta ：加速力矩（kgf.cm）Vm :快速移动时的电机速度(mm-1)=3000 mm-1ta :加速时间(s)=0.10 sJm :电机的惯量(kgf.cm.sec2)Jl :负载惯量(kgf.cm.sec2)ks :伺服的位置回路增益(sec-1)=30 sec-11.1 负载力矩和惯量的计算计算负载力矩加到电机轴上的负载力矩通常由下式算出:Tm = + TfTm :加到电机轴上的负载力矩(Nm)F :沿坐标轴移动一个部件(工作台或刀架)所需的力(kgf)L :电机转一转机床的移动距离=P×(Z1/Z2)=8 mmTf :滚珠丝杠螺母或轴承加到电机轴上的摩擦力矩=2NmF×L2πη无论是否在切削，是垂直轴还是水平轴，F值取决于工作台的重量，摩擦系数。

若坐标轴是垂直轴，F值还与平衡锤有关。

对于水平工作台，F值可按下列公式计算：不切削时：F = μ（W+fg）例如：F=0.05×(1000+50)=52.5 (kgf)Tm = (52.5×0.8) / (2×μ×0.9)+2=9.4(kgf.cm)= 0.9(Nm)切削时:F = Fc+μ(W+fg+Fcf)例如:F=100+0.05×(1000+50+30)=154(kgf)Tmc=(154×0.8) / (2×μ×0.9)+2=21.8(kgf.cm)=2.1(Nm)为了满足条件1，应根据数据单选择电机，其负载力矩在不切削时应大于0.9（Nm），最高转速应高于3000（min-1）。

伺服电机的选型计算及应用案例介绍

伺服电机的选型及应用案例 介绍
➢一，扭矩的概念及计算方法 ➢二，转动惯量的概念及计算方法 ➢三，伺服电机选型的原则 ➢四，伺服电机选型的步骤
➢五，与选择相关的项目情况说明 ➢六，实例应用讲解
一.力矩
1.定义:使物体转动状态产生变化的因素，即 物体在受到不为零的外力矩作用下，原为静 止的将开始转动，原为转动的转速将发生变 化。
2.转速 最高转速通常要在额定转速以下。需使用电机 的最高转速时，应注意转矩和温度的上升。
3.惯量比
惯量比是用电机的转动惯量去除负载惯 量的数值。按照通常的标准，750W以下 的电机为20倍以下，1000W以上的电机 为10倍以下，若要求快速响应，则需更 小的惯量比。反之，如果加速时间允许 数秒，就可以采用更大的惯量比。
1.滚珠丝杆的质量： Bw=ρxV=7.9*103*π(0.02/2)2*0.5
=1.24kg
2.负载部分的惯量：
JL=JC+JB=JC+BW*BD2/8+WA*BP2/4π2 =0.00001+(1.24*0.022)/8+10*0.022/4π2 =1.73*10-4kg.m2
3.预选电机
若选200W,则JM= 0.14*10-4kg.m2
N.M
确认有效转矩 Trms
4.531 N.M
定位快的要求惯量比在3-5倍之间，定位慢的要求惯量比在5-8倍之间 加速时转矩=Ta
谢谢
常见刚体的转动惯量
J mr 2 J mr2 / 2 J mr2 / 2 J m(r12 r22) / 2
J ml 2 /12 J mr2 / 2 J 2mr 2 / 5 J 2mr2 / 3
三.伺服电机的选型原则
• 连续工作扭矩 < 伺服电机额定扭矩

伺服传动的应用计算

伺服传动的选型计算案例1：丝杠直线传动已知条件（负载质量m=5KG，丝杠传动导程p=10mm，工位移载行程s=1000mm，移载所需时间2.2s）据上述要求旋转一款合适的伺服电机。

解析：1. 首先一般伺服电机的额定转速为n=3000转，运动过程可视为恒扭矩传动x0.01=0.5 m/s∴ 丝杠传动的最快直线速度 ν=300060V (m/s)0.5 m/s0 t1 t2 t3 t ( s)加减速过程的速度变化图为了方便计算，可设定减速与减速时间相等均为t，最终匀速为0.5m/s∴s=1at2x2+0.5(2.2−2t)=1m2∴可得：1.1−0.5t= 1 得t=0.2s，则a=2.5 m/s22.根据需要的加速度可推算所需要的丝杠的轴向推力，从而推算出所需的扭矩已知负载质量：M=5kg，且经上推算的加速度a=4 m/s2(暂定)根据 F=m.a=5x2.5=12.5N （F为丝杠轴向推力）还可以根据丝杠传动电机扭矩与轴向力之间转换关系：T∗2∗π∗η=F∗p （T为电机扭矩，η为效率可取0.9）T =FP2πη=12.5x0.015.652= 0.0221 Nm3.根据需要出的扭矩再反推出所需电机的功率： ∴ 根据功率扭矩之间的转换公式： T =9550∗p n反推得出P =T∗n 9550=0.0221x30009550=0.00695 kw = 6.95w从扭矩的角度100W 以下的伺服电机都能满足要求4.伺服电机是精确定位的马达，不能只满足驱动扭矩，还需从惯量上去校核够不够, (丝杠φ15，长度1100)： 丝杠传动系的惯量：J=J 1负载+J 2丝杠（可得其惯量0.426 x10−4 kgm 2) J 1=m ∗r 2=5x(p 2π)2=5x(0.159）210−4 kgm 2=0.1267x10−4 kgm 2∴ J=（0.426+0.1267）x10−4 kgm 2=0.5527 x10−4 kgm 2所以可得总负载的惯量为0.5527 x10−4 kgm 25.电机所需承受的总惯量已得知，则需要查询所选电机的惯量参数，这里以三菱电机为例由三菱电机属性的惯量匹配比为15~25，则可得：J 电机=0.552720=0.0276 ∴ 可得100W 的电机惯量太小，尽管扭矩够了，但是不能很精准地控制负载的定位所以应该选用HF-MP23G1(K9020)案例2：同步带直线传动已知条件（负载质量m=5KG，同步带轮直径d=50mm，工位移载行程s=1000mm，移载所需时间2s）据上述要求旋转一款合适的伺服电机。

伺服电机选型案例

伺服电机选型案例伺服电机功率计算选型例子伺服电机功率计算选型例子（新手必看，经典案例分析）伺服电机选型也有相应的规律和公式可循的。

最常见的机械传动结构有同步带，齿轮齿条，丝杆等。

以同步带为例，需要计算的参数有电机转速，电机力矩，转动惯量。

第一，电机额定转速N=（v/2πr）*i，启动瞬间需要的拉力F=（M+m1-m2）a+δ（M+m1-m2）g(水平)，F=（M+m1-m2）a+δ（M+m1-m2）g+（M+m1-m2）g(垂直)，T扭矩=F*R。

T电机=T扭矩/机械减速比n，电机功率=N*T 电机/10，启动惯量J=1/2mR2，电机惯量J电机=J/减速比的平方n2/惯量比i。

第二，同步带轮直径D=100mm、提升机载货台总重M=30kg、货物总重m1=10kg，配重m2=25kg，提升滚动摩擦系数取δ=0.03、加速度a=2m/S2、提升速度v=3m/s。

减速机减速比i=5，电机额定转速n=（v/2πr）*i=3/(2*3.14*0.05)*5*60=2866r/min，启动瞬间需要的拉力F=（M+m1-m2）a+&delta，（M+m1-m2）g+（M+m1-m2）g=（30+10-25）*2+0.03（30+10-25）*10+（30+10-25）*10=184.5N。

T扭矩=F*R=184.5*0.05=9.225Nm，折算电机需要扭矩T1=9.225Nm/5=1.85Nm，折算电机功率P1=2866*1.85/10=0.5KW。

启动惯量J=1/2mR2=0.5*（10+30+25）*0.0025=0.08125kgm2，折算电机需要惯量J1=0.08125/25=0.00325kgm2，根据经验值取惯量比=10，则实际J电=J1/10=0.000325kgm2。

经计算电机至少满足以下条件下面看下1.2千瓦3000RPM，4牛米的电机的惯量是2.98*10-4kgm2。

所以可以选择80ST-M04030的电机。

伺服电机选型计算实例

伺服电机选型计算实例在进行伺服电机选型时，需要考虑到多个因素，包括载荷特性、运动要求、控制要求以及环境要求等。

下面我们将通过一个实际案例来详细介绍伺服电机选型的计算方法。

案例描述：公司需要选购一台适合于自动化生产线上使用的伺服电机，用于驱动一台输送带，具体要求如下：1.输送带长度为2米，宽度为0.5米，预计最大负载为100千克。

2.需要实现起动、停止、加速和减速、定位等功能。

3.运动速度为1米/秒。

4.工作温度范围为-10℃~40℃。

根据以上要求，我们可以按照以下步骤进行伺服电机选型计算：步骤1：计算所需输出功率首先，我们需要计算伺服电机的输出功率。

根据输送带的长度、宽度和预计最大负载，可以计算得到输送带的质量：质量=长度×宽度×质量体积，质量体积可以通过相应材料的密度来获得。

假设输送带材料的密度为1克/立方厘米，则质量=2×0.5×1=1千克。

根据牛顿第二定律，质量乘以加速度等于力，所以我们可以得到加速度=质量/时间^2=100/1=100米/秒^2、再根据功率=力×速度，可以计算得到所需输出功率=力×速度=100×1=100瓦特。

步骤2：根据负载惯性计算电机惯性比为了实现加速和减速的控制要求，需要考虑负载的惯性。

负载的惯性通常用负载惯量来表示，通常使用kg*m^2作为单位。

对于输送带系统，我们假设负载的半径为0.25米（输送带宽度的一半），负载的惯量=负载质量×半径^2=100×0.25^2=6.25kg*m^2、然后，我们需要计算电机的惯性比，电机的惯量通常使用kg*m^2作为单位。

假设选用的伺服电机的惯量为0.01kg*m^2，则电机的惯性比=负载的惯量/电机的惯量=6.25/0.01=625步骤3：根据运动要求计算加速度和最大速度根据运动要求中的加速度和速度，我们可以计算得到实际需要的加速时间和加速距离。

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1
·注
伺服电机计算选择应用实例
无论是否在切削，是垂直轴还是水平轴，F 值取决于工作台的重量， 摩擦系数。若坐标轴是垂直轴，F 值还与平衡锤有关。对于水平工 作台，F 值可按下列公式计算：
不切削时： F = μ（W+fg） 例如： F=0.05×(1000+50)=52.5 (kgf) Tm = (52.5×0.8) / (2×μ×0.9)+2=9.4(kgf.cm) = 0.9(Nm)
Ta =
Vm × 2π× 1
60
ta
×Jm×（1-e-ks。ta）+
+ Vm × 2π× 1
60
ta
×JL×（1-e-ks。ta）÷η
1 Vr = Vm×{1- Ta·ks
(1- e-ks。ta )}
Ta :加速力矩(kgf·cm) Vm :电机快速移动速度(min-1) ta :加速时间(sec) Jm :电机的惯量(kgf.cm.s2) JL :负载的惯量(kgf.cm.s2) Vr :加速力矩开始下降的速度(与 Vm 不同) (min-1) Ks :位置回路的增益(sec-1) η :机床的效率
切削时: F = Fc+μ(W+fg+Fcf) 例如: F=100+0.05×(1000+50+30)=154(kgf) Tmc=(154×0.8) / (2×μ×0.9)+2=21.8(kgf.cm) =2.1(Nm)
为了满足条件 1，应根据数据单选择电机，其负载力矩在不切削时 应大于 0.9（Nm），最高转速应高于 3000（min-1）。考虑到加/减速， 可选择α2/3000（其静止时的额定转矩为 2.0 Nm）。
J=0.78×10-6Db4Lb （kgf.cm.s2）
例如: 滚珠丝杠的 Db 为 32mm，Lb 为 1000mm，其惯量为 Jb 为： J = 0.78×10-6×3.24×100 = 0.0082(kg.cm.s2)
J=
W
L ×(
)2 (kgf.cm.s2)
980
2π
W :沿直线运动物体的重量(kg) L :电机一转物体沿直线的移动距离(cm)
例如: 工作台和工件的 W 为 1000kg，L 为 8mm，则其惯量计算得： JW = 1000/980×（0.8/2/π）2 = 0.0165(kgf.cm.s2)
3
轴速的物体的惯量(惯量的折算)
伺服电机计算选择应用实例
·回转中心偏离轴心 的圆柱体的惯量
惯量 J0 折算到电机轴上后的计算方法如下: J = ( Z1 )×J0 (kgf.cm.s2)
·不控制加/减速时
速度
指令
转矩
Vm
Ta
ta
时间
Vm 速度
计算加速力矩：步骤 2
公式为：
Ta =
Vm ×2π× 1 ×（Jm+JL）
60
ta
1
Ta = 为了得到电机k轴s 上的力矩 T，应在加速力矩 Ta 上增加 Tm
（摩擦力矩）。
T = Ta+Tm T = 12.1(Nm)+0.9(Nm) = 13.0 (Nm)
= 100.1(kgf.cm.) = 9.81(Nm)
5
伺服电机计算选择应用实例
由α2/3000 的速度-转矩特性可以看到，9.81（Nm）的加速 力矩处于断续工作区的外面（见上面的特性曲线和电机的数据单）。 （α2/3000 的力矩是不够的。） 如果轴的运行特性（如，加速时间）不变，就必须选择大电机。比 如，选择α3/3000（Jm 为 0.02 kgf.cm.s2），重新计算加速力矩如下：
。进给速度会使摩擦力矩变化很大。欲得到精确的摩擦力矩值，应 仔细研究速度变化，工作台支撑结构（滑动接触，滚动接触和静压 力等），滑动表面材料，润滑情况和其它因素对摩擦力的影响。 。机床的装配情况，环境温度，润滑状况对一台机床的摩擦力矩影 响也很大。大量搜集同一型号机床的数据可以较为精确的计算其负
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伺服电机计算选择应用实例
J L= 0.0082＋0.0165 = 0.0247(kgf.cm.s2) 负载惯量对电机的控制特性和快速移动的加/减速时间都有 很大影响。负载惯量增加时，可能出现以下问题：指令变化后，需 要较长的时间达到新指令指定的速度。若机床沿着两个轴高速运动 加工圆弧等曲线，会造成较大的加工误差。 负载惯量小于或等于电机的惯量时，不会出现这些问题。若负载惯 量为电机的 3 倍以上，控制特性就会降低。实际上这对普通金属加 工机床的工作的影响不大，但是如果加工木制品或是高速加工曲线 轨迹，建议负载惯量要小于或等于电机的惯量。
Tmc＜Tc×α 可用最大切削力矩连续运行（用最大切削力 矩运行的周期负荷百分比是 100%）。
Tmc＞Tc×α 根据下图和公式计算周期负荷的百分比。
Z2 J0 :折算前的惯量(kgf.cm.s2)
·对负载惯量的限制
M J = J0＋
980
R2 (kgf.cm.s2)
J0 :围绕圆柱体中心回转的转动惯量(kgf.cm.s2) M :物体的重量(kg) R :回转半径(cm)
上述公式用于计算大齿轮等零件的惯量。为了减小重量和惯量，这 些零件的结构都是中空的。上述计算的惯量值的和是电机加速的负 载惯量 J。 上述例子计算得到的 JB 及 JW 的和就是负载惯量 J L。
计算力矩时，要注意以下几点： 。部件的重量和摩擦系数计算的力矩通常相当小。镶条 锁紧力和滑动表面的质量对力矩有很大影响。 。滚珠丝杠的轴承和螺母的预加负荷，丝杠的预应力及其它一些因 素有可能使得滚动接触的 Fc 相当大。小型和轻型机床其摩擦力矩 会大大影响电机的承受的力矩。 。考虑由切削力引起的滑动表面摩擦力（Fcf）的增加。切削力和驱 动力通常并不作用在一个公共点上如下图所示。当切削力很大时， 造成的力矩会增加滑动表面的负载。 当计算切削时的力矩时要考虑由负载引起的摩擦力矩。
Trms =
（Ta+Tm）2 t2+Tm2t2+（Ta-Tm）2t1+To2t3 t0
Ta ：加速力矩 Tm ：摩擦力矩 To ：停止时的力矩 如果 Trms 小于或等于电机静止时的额定力矩（Ts），则选择 的电机可以使用。（考虑到发热系数，核算时静止力矩应为 实际静止额定力矩的 90%。
例子： 在下列条件下选用α3/3000（Ts=31 kgf.cm）=3.0Nm 的电机：
Ta = 123.7(Kg.cm) = 12.1(Nm) Vr = 2049(min-1) 由该式可知，加速时，在转速 2049(min-1)时，要求加速力矩为 12.1 Nm。由上面的速度-力矩特性可以看出，用α3/3000 电机可满足加速要求。由于已将电机换为α3/3000，则法兰盘尺寸 已经变为 130mm×130mm。若机床不允许用较大电机，就必须修 改运行特性，例如，使加速时间延长。
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伺服电机计算选择应用实例
计算在一个负载变化的 工作周期内的转矩 Trms
若负载（切削负载，加/减速度）变化频繁，其力矩-时间图 如下图所示。用该图计算出力矩的均方根值后进行核算，和 上述一样，使其小于或等于电机的额定力矩。
1．4 计算最大切削 力矩的负荷百分比
核算工作台以最大切削力矩 Tmc 运动的时间（在负荷期间 或 ON 的时间）要在希望的切削时间内。（条件 5） 如果切削时加于电机轴上的 Tmc（最大负载力矩）--由§1.1 算得的—小于电机的静止额定力矩(Tc)与α(热效率)的乘积，则所选 电机可以满足连续切削。若 Tmc 大于该乘积（Tmc＞Tc×α），则 按下述步骤计算负荷时间比（ton）。Tmc 可以在整个切削周期内加 到电机上。（假设α为 0.9，考虑机床运行条件计算负荷百分比。）
·沿直线运动物体(工 作台,工件等)的惯量
·速度高于或低于电机
圆柱体绕其中心轴回转的惯量可按下式计算：
J=
πγ 32×980
D b4Lb （kgf.Cm.s2）
J : 惯量(kgf.cm.s2) γ ：物体的比重（kg/cm3） Db ：直径（cm） Lb ：长度（cm）
若物体的材料是铁（其比重为 7.8×10-3kg/cm3）, 则 惯 量 的 近 似 值为：
例子: 在下列条件下进行直线加/减速： 电机为α2/3000。首先计算电机和负载惯量，然后计算
加速转矩。电机惯量 Jm 为 0.0061(kgf.cm.s2)，Vm 为 3000(min-1)，ta 为 0.1(s),ks 为 30(sec-1)，JL=0.0247(kgf.cm.s2)。
Ta = 3000/60 ×2π×1/0.1×0.0061×（1-e-30×0.1）+ + 3000/60×2π×1/0.1×0.0247×（1-e-30×0.1）÷0.9
载力矩。调整镶条锁紧力时，要监测其摩擦力矩，注意不要产生过 大的力矩。
计算负载惯量
·圆柱体（滚珠丝杠，齿轮， 联轴节等）的惯量计算
与负载力矩不同，负载惯量可以精确地算出。由电机的转动 驱动的物体的惯量形成电机的负载惯量，无论该物体是转动还是沿 直线运动。对各运动物体分别计算其惯量，然后按一定规则将各物 体的惯量加在一起，即可得出总惯量。总惯量可按下述方法计算：
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伺服电机计算选择应用实例
计算加速力矩：步骤 3
核算上面步骤 2 计算出的力矩 T 应小于或等于放大器已限 定的力矩。用相应电机的速度-转矩特性和数据单核算由步骤 1 算得 的 Vr 时的 T 应在断续工作区内。 因为 Vr 为 2049(min-1)，T 为 13.0(Nm)，用指定的时间常数加速是 可能的（条件 2）。
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1．2 加速力矩的计算 计算加速力矩：步骤 1
·直线加/减速
伺服电机计算选择应用实例
如果负载惯量比 3 倍的电机惯量大的多，则控制特性将大大下降。 此时，电机的特性需要特殊调整。使用中应避免这样大的惯量。若 机械设计出现这种情况，请与 FANUC 联系。