伺服电机选型计算(全自动)

伺服电机的选型计算方法伺服电机是一种应用于自动控制系统中的电动机，它具有高精度、高速度、高可靠性和高动态性等特点，广泛应用于工业自动化领域。

在进行伺服电机选型计算时，需要考虑以下几个方面：1.负载特性分析：首先需要对负载进行特性分析，包括负载的惯性矩、负载力矩和负载转矩等参数的测量和计算。

负载特性分析是伺服电机选型计算的基础，它直接影响到电机输出的动力和转速。

2.动力需求计算：在进行伺服电机选型计算时，需要考虑到所需的动力大小。

动力大小与负载的力矩和转速有关，可以通过下式计算：动力大小=负载力矩×负载转速动力大小的计算可以参考负载特性分析中得到的参数。

3.转矩需求计算：转矩需求是指伺服电机在运行过程中所需的最大转矩。

转矩需求可以通过下式计算：转矩需求=负载转矩+惯性转矩负载转矩和惯性转矩可以通过负载特性分析中得到的参数进行计算。

4.速度需求计算：速度需求是指伺服电机在运行过程中所需的最大转速。

速度需求可以通过下式计算：速度需求=负载转速+加速度×加速时间负载转速是伺服电机在运行过程中所需的最大转速，加速度是伺服电机在加速阶段的加速度大小，加速时间是加速阶段的时间。

5.动态性能计算：伺服电机的动态性能是指其快速响应的能力，包括动态转矩响应和动态速度响应。

动态性能的计算需要考虑到转矩和速度的波动范围，以及加速度和减速度的大小。

6.选型参数计算：在进行伺服电机选型计算时，还需要考虑到电机的额定功率、额定转矩、额定转速、额定电压和额定电流等参数。

这些参数可以通过上述计算得到，也可以通过伺服电机的性能曲线和规格表进行查询。

总之，伺服电机的选型计算方法需要综合考虑负载特性、动力需求、转矩需求、速度需求和动态性能等方面的因素。

同时，还需要根据具体的应用场景和要求进行合理的选型。

选择伺服电机时，首先要考虑的是功率的选择。

一般应注意以下两点：1．如果选择的电机功率太小，就会出现“小马车”现象，会导致电机长期过载，由于发热而损坏绝缘，甚至烧坏电机。

2．如果电动机功率太大，就会出现“大手拉车”现象，其输出机械功率不能得到充分利用，功率因数和效率不高，不仅不利于用户和电网。

而且还会造成电能浪费。

也就是说，电动机功率既不能太大也不能太小。

为了正确选择电动机功率，必须进行以下计算或比较：P = F * V / 100（其中p是计算出的功率，以KW为单位，f是所需的拉力，以n为单位，v是工作机的线速度m / s）另外，最常用的方法是通过类比选择电动机的功率。

所谓的类比法是比较类似生产机械中使用的电动机的功率。

具体方法是知道该装置或附近其他装置中类似生产机械使用了多少功率电动机，然后选择具有类似功率的电动机进行调试。

调试的目的是验证所选电动机是否与生产机械匹配。

验证方法是使电动机带动生产机械运转，用钳形电流表测量电动机的工作电流，并将测量的电流与电动机铭牌上标记的额定电流进行比较。

如果电动机的实际工作电流与标在脾脏上的额定电流相差不大，则表明所选电动机的功率合适。

如果电机的实际工作电流比铭牌上标明的额定电流低70％，则表明电机功率太大，应更换功率较小的电机。

如果测得的电动机工作电流比铭牌上标出的额定电流大40％以上，则表明电动机功率过小，应更换功率较大的电动机。

实际上，它应该是考虑转矩（转矩），电动机功率和转矩的计算公式。

T ＝9550p / n。

其中：P功率，kw；N-电机额定转速，r / min；T扭矩，Nm。

电动机的输出扭矩必须大于工作机械所需的扭矩，并且通常需要安全系数。

机械功率公式：P = T * N / 97500P：功率单位W；T：扭矩，g / cm；N：转速，以r / min为单位。

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。

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。

[伺服电机三要素]1转数n：根据用户实际需要，可选择同功率不同功率的电机。

一般来说，速度越快，价格越便宜。

2转矩T：必须满足实际需要，但不需要像步进电机那样留有太多余量。

三。

惯量J：根据现场需要选择不同惯量的电机，如机床行业惯量较大的伺服电机。

[伺服电机功率基本计算]输出功率P=0.1047*n*t其中t是速度。

转速基本上是3000转/分。

扭矩T=R*m*9.8式中，R是轴的半径，M是物体的重量。

【伺服电机功率选择要点】电动机的功率应根据生产机械所需功率选择，使电动机在额定负荷下尽可能地运行。

如果电机功率太小，会出现“拉车”现象，导致电机长期过载，发热损坏绝缘。

连电动机都烧坏了。

如果电机功率过大，就会出现“大马拉车”的现象。

输出的机械功率不能充分利用，功率因数和效率不高，不仅对用户和电网有害。

这是在浪费能量。

伺服电机实际功率选择的计算方法1为了正确选择电机功率，必须进行以下计算或比较：功率P=f*V/1000（P=计算功率kW，f=所需拉力N，V=工作机线速度M/s）2对于恒载连续运行模式，所需电机功率可按下式计算：P1（千瓦）：P=P/n1n2其中N1为生产机械效率，N2为电机效率，即传动效率。

由该公式计算的功率P1不必与乘积功率相同。

因此，所选电机的额定功率应等于或略大于计算功率。

三。

电机功率采用坡率法选择所谓类比法，就是比较类似生产机械所用电动机的功率。

具体方法是：知道如何在本单位或附近其他单位的类似生产机械上使用大功率电动机，然后选择功率相近的电动机进行试运行。

调试的目的是验证所选电机是否与生产机械相匹配。

检定方法为：使电动机带动生产机械运转，用钳形电流表测量电动机的工作电流，并与电动机铭牌上标注的额定电流进行比较。

如果电机的实际工作电流与标签上标注的额定电流相同。

所选电机功率合适。

如果电动机的实际工作电流比铭牌上的额定电流低70%。

表示电机功率过大，应更换功率较小的电机。

如果电机的测量工作电流比铭牌上的额定电流高出40%以上。

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。

伺服电机选型计算公式伺服电机选择的时候，首先一个要考虑的就是功率的选择。

一般应注意以下两点：1。

如果电机功率选得过小．就会出现“小马拉大车”现象，造成电机长期过载，使其绝缘因发热而损坏，甚至电机被烧毁。

2。

如果电机功率选得过大．就会出现“大马拉小车”现象，其输出机械功率不能得到充分利用，功率因数和效率都不高，不但对用户和电网不利。

而且还会造成电能浪费。

也就是说，电机功率既不能太大，也不能太小，要正确选择电机的功率，必须经过以下计算或比较：P=F*V/100(其中P是计算功率，单位是KW，F是所需拉力，单位是N，V是工作机线速度m/s)此外．最常用的是采用类比法来选择电机的功率。

所谓类比法，就是与类似生产机械所用电机的功率进行对比。

具体做法是：了解本单位或附近其他单位的类似生产机械使用多大功率的电机，然后选用相近功率的电机进行试车。

试车的目的是验证所选电机与生产机械是否匹配。

验证的方法是：使电机带动生产机械运转，用钳形电流表测量电机的工作电流，将测得的电流与该电机铭牌上标出的额定电流进行对比。

如果电功机的实际工作电流与铭脾上标出的额定电流上下相差不大，则表明所选电机的功率合适。

如果电机的实际工作电流比铭牌上标出的额定电流低70％左右．则表明电机的功率选得过大，应调换功率较小的电机。

如果测得的电机工作电流比铭牌上标出的额定电流大40％以上．则表明电机的功率选得过小，应调换功率较大的电机。

实际上应该是考虑扭矩（转矩），电机功率和转矩计算公式。

即T = 9550P/n式中：P —功率，kW；n —电机的额定转速，r/min；T —转矩，Nm。

电机的输出转矩一定要大于工作机械所需要的转矩，一般需要一个安全系数。

机械功率公式：P=T*N/97500P：功率单位W；T：转矩，单位克/cm；N：转速，单位r/min。

以下为伺服电机的选型及计算教程，一起来看看吧！一、伺服电机的选型步骤:每种型号伺服电机的规格项内均有额定转矩、最大转矩及伺服电机惯量等参数各参数与负载转矩及负载惯量间必定有相关联系存在，选用伺服电机的输出转矩应符合负载机构的运动条件要求，如加速度的快慢、机构的重量；机构的运动方式（水平、垂直旋转）等；运动条件与伺服电机输出功率无直接关系，但是一般伺服电机输出功率越高，相对输出转矩也会越高。

因此不但机构重量会影响伺服电机的选用，运动条件也会改变伺服电机的选用。

惯量越大时，需要越大的加速及减速转矩，加速及减速时间越短时，也需要越大的伺服电机输出转矩。

选用伺服电机规格时，依下列步骤进行。

（1）明确负载机构的运动条件要求，即加/减速的快慢、运动速度、机构的重量、机构的运动方式等。

（2）依据运行条件要求选用合适的负载惯量计算公式计算出机构的负载惯量。

（3）依据负载惯量与伺服电机惯量选出适当的假选定伺服电机规格。

（4）结合初选的伺服电机惯量与负载惯量，计算出加速转矩及减速转矩。

（5）依据负载重量、配置方式、摩擦系数、运行效效率计算出负载转矩。

（6）初选伺服电机的最大输出转矩必须大于加速转矩＋负载转矩；如不符合条件，必须选用其他型号计算验证直至符符合要求。

（7）依据负载转矩、加速转矩、减速转矩及保持转矩计算出连续瞬时转矩。

（8）初选伺服电机的额定转矩必须大于连续瞬时转矩，如，如果不符合条件，必须选用其他型号计算验证直至符合要求。

（9）完成选定。

二、最简单伺服电机选型计算方式:伺服电机选择的时候，首先一个要考虑的就是功率的选择。

一般应注意以下两点：1、如果电机功率选得过小。

就会出现“小马拉大车”现象，造成电机长期过载，使其绝缘因发热而损坏，甚至电机被烧毁。

2、如果电机功率选得过大。

就会出现“大马拉小车“现象，其输出机械功率不能得到充分利用，功率因数和效率都不高，不但对用户和电网不利。

而且还会造成电能浪费。

也就是说，电机功率既不能太大，也不能太小，要正确选择电机的功率，必须经过以下计算或比较：P=：F*V/100（其中P是计算功率，单位是KW，F是所需拉力，单位是N，V是工作机线速度m/s）此外。

伺服电机及减速机选型计算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】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） ?慣性⼒矩[kg?ｍ2]　：向电机轴（输⼊轴）的换算。

I＝∑ｍｒ2×Z2I＝ｍｒ2×Z 2＝2000×1.2×0.12×(1/342)2≒0.36×10-4I＝m（D 2＋d 2）÷8×Z 2＝I＝∑ｍｒ2×Z 2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） ?加速扭矩[kg ?ｍ^2／s^2＝N ?m] ……⽤于加速的扭矩 Ta＝I ?dω/dt Ta＝I ?dω/dt＝74×10-4×1570.8≒11.62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。

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。

负载质量M(kg5·滚珠丝杠节距P(mm10·滚珠丝杠直径D(mm20·滚珠丝杠质量MB(kg3·滚珠丝杠摩擦系数μ0.1·因无减速器,所以G=1、η=11②动作模式的决定速度(mm/s单一变化·负载移动速度V(mm/s300·行程L(mm360·行程时间tS(s 1.4·加减速时间tA(s0.2·定位精度AP(mm0.01③换算到电机轴负载惯量的计算滚珠丝杠的惯量JB= 1.50E-04kg.m2 负载的惯量JW= 1.63E-04kg.m2换算到电机轴负载惯量JL=JW J=G2x(J W+J2+J1 1.63E-04kg.m2L④负载转矩的计算对摩擦力的转矩Tw7.80E-03N.m换算到电机轴负载转矩TL=Tw7.80E-03N.m⑤旋转数的计算转数N N=60V/P.G1800r/min⑥电机的初步选定[选自OMNUC U系列的初步选定举例] 选定电机的转子·惯量为负载的JM≥J L/30 5.42E-06kg.m2 1/30*以上的电机选定电机的额定转矩×0.8TMx0.8>T L0.5096>比换算到电机轴负载转矩大的电机N.m* 此值因各系列而异,请加以注意。

⑦加减速转矩的计算加减速转矩TA0.165N.m⑧瞬时最大转矩、有效转矩的计算必要的瞬时最大转矩为T1T1=TA+TL0.1726N.mT2=TL0.0078N.mT3=TL-TA-0.1570N.m有效转矩Trms为0.095N.m⑨讨论负载惯量JL 1.63E-04kg.m2≦[电机的转子惯量JM有效转矩Trms0.095N.m﹤[电机的额定转矩瞬时最大转矩T10.1726N.m﹤[电机的瞬时最大转矩必要的最大转数N1800r/min≦[电机的额定转数编码器分辨率R=P.G/AP.S1000(脉冲/转U系列的编码器规格为204速度(mm/s3000.210.20.2时间(s初步选择定R88M-U20030(Jm= 1.23E-05 根据R88M-U20030的额定转矩Tm=(N.m≦[电机的转子惯量JM1.23E-05×[适用的惯量比=30]﹤[电机的额定转矩0.5096N.M7.8E-030.637﹤[电机的瞬时最大转矩 1.528 N.M ≦[电机的额定转数 3000 r/min U系列的编码器规格为2048（脉冲/转），经编码器分频比设定至1000（脉冲/转）的情况下使用。

伺服电机的选型计算方法止时转速过高易出现过冲的现象，所以为保证其控制精度，应处理好升、降速问题。

交流伺服驱动系统为闭环控制，驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样，内部构成位置环和速度环，不会出现步进电机的丢步或过冲的现象，控制性能更为可靠。

六、速度响应性能不同步进电机从静止加速到工作转速（一般为每分钟几百转）需要200～400毫秒。

交流伺服系统的加速性能较好，以京伺服（KINGSERVO)400W交流伺服电机为例，从静止加速到其额定转速3000RPM仅需几毫秒，可用于要求快速启停的控制场合。

综上所述，交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机。

但在一些要求不高的场合也经常用步进电机来做执行电动机。

所以，在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、成本等多方面的因素，选用适当的控制电机。

?1.负载惯量的计算。

由电机驱动的所有运动部件，无论旋转运动的部件，还是直线运动的部件，都成为电机的负载惯量。

电机轴上的负载总惯量可以通过计算各个被驱动的部件的惯量，并按一定的规律将其相加得到。

1)圆柱体惯量如滚珠丝杠，齿轮等围绕其中心轴旋转时的惯量可按下面公式计算: J=(πγ/32)*D4L(kg cm2)如机构为钢材，则可按下面公式计算: J=*10-6)*D4L(kg cm2) 式中: γ材料的密度(kg/cm2)D圆柱体的直经(cm) L圆柱体的长度(cm)2)轴向移动物体的惯量工件，工作台等轴向移动物体的惯量，可由下面公式得出: J=W*(L/2π)2 (kg cm2)式中: W直线移动物体的重量(kg) L 电机每转在直线方向移动的距离(cm)3)圆柱体围绕中心运动时的惯量如图所示: 圆柱体围绕中心运动时的惯量属于这种情况的例子:如大直经的齿轮，为了减少惯量，往往在圆盘上挖出分布均匀的孔这时的惯量可以这样计算: J=Jo+W*R2(kg cm2)式中:Jo为圆柱体围绕其中心线旋转时的惯量(kgcm2) W圆柱体的重量(kg) R旋转半径(cm)4)相对电机轴机械变速的惯量计算将上图所示的负载惯量Jo折算到电机轴上的计算方法如下: J=(N1/N2)2Jo 式中:N1 N2为齿轮的齿数?2.53.电机加速或减速时的转矩电机加速或减速时的转矩1)按线性加减速时加速转矩计算如下: Ta =(2πVm/60*104) *1/ta(Jm+JL)(1-e-ks。

J 0 ＝铁Jx ＝铝Jy ＝黄铜m ＝尼龙d0 ＝外径（m）d1 ＝外径（m）pi l ＝长度（m）注：国际单位外径d 0（mm）50*0.05m 内径d 1（mm）0*0m 长度L（mm）密度ρ（kg/m 3)7800*重心线与旋转轴线距离e (mm)0*0m计算结果：0.15315251物体质量m（kg）0.15315物体惯量（kg.cm 2）0.478593754.786E-05kg.m 2外径d 0（mm）：200*0.2m 内径d 1（mm）：100*0.1m 长度L（mm）：400*0.4m密度ρ（kg/m 3)：7900重心线与旋转轴线距离e (mm)100*0.1m计算结果：74.455683物体质量m（kg）00物体惯量（kg.cm 2）0kg.m 2不同形状物体惯量计算x 0轴(通过重心的轴)的惯性惯量 [kg·m 2]x轴的惯性惯量 [kg·m2]y轴的惯性惯量 [kg·m2]圆柱体惯量计算-圆柱体长度方向中心线和旋转中心线平行圆柱体惯量计算-圆柱体长度方向中心线和和旋转中心线垂直方形物体惯量计算质量（kg）长度x（mm）：850*0.85m 宽度y（mm）：950*0.95m 高度z（mm）：85*0.085m密度ρ（kg/m 3)：7900重心线与旋转轴线距离e (m)600*0.6m计算结果：542.23625物体质量m（kg）35物体惯量（kg.cm 2）173395.83317.339583kg.m 2直径d（mm）80*0.08m 厚度h（mm）30*0.03m密度ρ（kg/m 3)7900重心线与旋转轴线距离e (mm)0*0m计算结果：质量0.56物体质量m（kg）35物体惯量（kg.cm 2）2800.028kg.m 2物体质量m（kg）1000*物体惯量（kg.cm 2）9.118921930.0009119kg.m2惯量J 0（kg.cm 2）1354*0.1354kg.m2质量m（kg）重心线与旋转轴线距离e (mm)600*6m直线运动物体惯量计算直接惯量计算电机每转1圈物体直线运动量A (m）饼状物体惯量计算0.006*2()2A J m π=2222,53mr mr （注明：实心球惯量＝薄壁球惯量＝）计算结果：质量m1（kg）35惯量J1（kg.cm2）12735412.7354kg.m27.9x103kg/m3 2.8x103kg/m3 8.5x103kg/m3 1.1x103kg/m33.14159*为必填项。

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。