丝杆伺服电机选型计算(自动计算)
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伺服电机的选择
伺服电机:伺服主要靠脉冲来定位,伺服电机接收到1个脉冲,就会旋转1个脉冲对应的角度,从而实现位移;可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。
闭环半闭环:格兰达的设备用伺服电机都是半闭环,只是编码器发出多少个脉冲,无法进行反馈值和目标值的比较;如是闭环则使用光栅尺进行反馈。开环步进电机:则没有记忆发出多少个脉冲。
伺服:速度控制、位置控制、力矩控制
增量式伺服电机:是没有记忆功能,下次开始是从零开始;
绝对值伺服电机:具有记忆功能,下次开始是从上次停止位置开始。
伺服电机额定速度3000rpm,最大速度5000 rpm;加速度一般设0.05 ~~ 0.5s
计算内容:
1.负载(有效)转矩T
2.负载惯量J/伺服电机惯量J< 10 (5倍以下为好)
3.加、减速期间伺服电机要求的转矩 < 伺服电机的最大转矩
4.最大转速
1.确定机构部。另确定各种机构零件(丝杠的长度、导程和带轮直径等)细节。
典型机构:滚珠丝杠机构、皮带传动机构、齿轮齿条机构等
2.确定运转模式。(加减速时间、匀速时间、停止时间、循环时间、移动距离)
运转模式对电机的容量选择影响很大,加减速时间、停止时间尽量取大,就可以选择小容量电机
3.计算负载惯量J和惯量比(xkg.)。根据结构形式计算惯量比。负载惯量J/伺服电机惯量J< 10 单位(xkg.)
计算负载惯量后预选电机,计算惯量比
4.计算转速N【r/min】。根据移动距离、加速时间ta、减速时间td、匀速时间tb计算电机转速。计算最高速度Vmax x ta x Vmax + tb x Vmax + x td x Vmax = 移动距离则得Vmax=0.334m/s(假设)
序号名称符号数值单位1负载速度VL15m/min2s最大定位完成45mm2直线运动部分重量m250kg3滚珠丝杠长度LB1m4滚珠丝杠直径dB0.02m5滚珠丝杠导程PB0.01m6滚珠丝杠密度ρ7870kg/m37减速比R25、11、21、338直线运动外部力F0N9齿轮+联轴器 转动惯量JG0.00004kg・㎡10摩擦系数μ0.211综合机械效率η0.912加速时间ta0.1s13减速时间tb0.1s14运行时间tc1s15周期时间t1.5s16加速时间ta0.1s减速时间tb0.1s运行时间tc1s周期时间t1.5s负载轴转速nL=VL/PB1500min-1电机轴速度计算值nM=nL.R3000min-1电机轴速度选择nM3000min-2伺服电机速度选择TL=(9.8μm+F)*PB/(2ЛRη)N.m负载转矩计算值0.433474876
直线运动部分JL1=m(PB/2ЛR)20.000158475kg・㎡滚珠丝杠JB=Л.ρ.LB.dB4.PB/(32*R2)3.08898E-05kg・㎡联轴节JG0.00004kg・㎡电机轴换算负载转动惯量JL=JL1+JB+JG0.000229365kg・㎡
负载行走功率PO=2ЛnMTL/60136.1111111W
负载加速功率Pa=(2ЛnM/60)2.JL/ta226.1444579W
预选条件计算值200额定输出JL≤电机额定转矩N.m0.4334748763000额定转速(Po+Pa)/2
8伺服电机预选
9预选伺服电机的确认1 机器规格
`2速度线图
`3转速
`4负载转矩
5`负载转动惯量
`6负载行走功率
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/9.55
5.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。
滚珠丝杆机构变化量变化量值单位滚珠丝杆机构变化量变化量值单位皮带传动机构变化量变化量值单位工件部分的质量WA80Kg工件部分的质量WA10Kg工件部分的质WA2Kg铁的密度P17900Kg/m3铁的密度P17900Kg/m3带轮的直径PD0.05M铝的密度P22800Kg/m3铝的密度P22800Kg/m3带轮的质量WP0.5Kg黄铜的密度P38500Kg/m3黄铜的密度P38500Kg/m3机构部分的效BN0.8滚珠丝杆的长度BL1M滚珠丝杆的长度BL0.5M联轴器的惯量JC0Kg.m2滚珠丝杆的直径BD0.02M滚珠丝杆的直径BD0.02M摩擦系数U0.1滚珠丝杆的螺距BP0.005M滚珠丝杆的螺距BP0.02M外力F0N滚珠丝杆的效率BN0.9滚珠丝杆的效率BN0.9重力加速度g9.8m/s2联轴器的惯量JC0Kg.m2联轴器的惯量JC0.00001Kg.m2运行模式摩擦系数U0.1摩擦系数U0.1移动距离L1M外力F0N外力F0N加速时间ta0.1S重力加速度g9.8m/s2重力加速度g9.8m/s2匀速时间tb0.8S运行模式运行模式减速时间td0.1S移动距离L1M移动距离L0.3M循环时间tc2S加速时间ta0.5S加速时间ta0.1S计算量匀速时间tb4S匀速时间tb0.8S负载部分的惯JL0.00156Kg.m2减速时间td0.5S减速时间td0.1S循环时间tc6S循环时间tc2S预选电机的惯JM8.7E-05Kg.m2计算量计算量滚珠丝杆的质量BW2.48Kg滚珠丝杆的质量BW1.24Kg惯量比JL/JM17.9598倍
负载部分的惯量JL0.000175Kg.m2负载部分的惯量JL0.000173439Kg.m2最高速度Vmax1.111m/s
预选电机的惯量JM0.000014Kg.m2预选电机的惯量JM0.000014Kg.m2转速N7.1r/s电机转速N424.63r/min惯量比JL/JM12.48157倍惯量比JL/JM12.38849949倍移动转矩Tf0.061N.M最高速度Vmax0.222m/s最高速度Vmax0.333m/s加速时转矩Ta0.794N.M转速N44.4r/s转速N16.7r/s电机转速N2666.67r/min电机转速N1000.00r/min减速时转矩Td0.672N.M