富士伺服电机选型计算资料
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[伺服电机的基本三要素]1.转数n:根据客户的实际需求,可以选择不同功率的相同功率的电动机。
一般来说,速度越低,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。
3.惯量J:根据现场要求选择惯性不同的电动机,例如机床行业中惯性较大的伺服电动机。
[伺服电机功率的基本计算]输出功率P = 0.1047 * n * t其中,n是转速,t是扭矩。
旋转速度基本上是3000rpm。
扭矩T = R * m * 9.8其中R是轴半径,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的功率进行选择,以使电动机尽可能在额定负载下运行。
如果电动机功率太小,就会出现“拉小马车”的现象,这将导致电动机长期过载,并由于发热而损坏其绝缘。
甚至电动机也烧毁了。
如果电动机功率太大,就会出现“大马拉小车”的现象。
输出的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。
而且这是浪费功率。
伺服电机功率实际选择的计算方法1.为了正确选择电动机功率,必须进行以下计算或比较:功率P = f * V / 1000(P =计算的功率kW,f =所需的拉力N,v =工作机的线速度M / s)2.对于恒定负载连续运行模式,可以根据以下公式计算所需的电动机功率:P1(kw):P = P / n1n2其中N1是生产机械的效率;N2是电动机的效率,即传动效率。
通过该公式计算出的功率P1不必与乘积功率相同。
因此,所选电动机的额定功率应等于或略大于计算的功率。
3.电机功率采用等级比法选择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:知道本机组或附近其他机组的类似生产机械中如何使用大功率电动机,然后选择具有类似功率的电动机进行试运行。
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出的额定电流进行比较。
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。
伺服电机选型计算公式及注意事项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。
伺服电机选型及负载转矩计算伺服电机选型及负载转矩计算惯量转矩计算机械制造商在选购电机时担心切削力不够,往往选择较大规格的马达,这不但会增加机床的制造成本,而且使之体积增大,结构布局不够紧凑。
本文以实例应用阐明了如何选择最佳规格电机的方法,以控制制造成本。
一、进给驱动伺服电机的选择1.原则上应该根据负载条件来选择伺服电机。
在电机轴上所有的负载有两种,即阻尼转矩和惯量负载。
这两种负载都要正确地计算,其值应满足下列条件: 1)当机床作空载运行时,在整个速度范围内,加在伺服电机轴上的负载转矩应在电机连续额定转矩范围内,即应在转矩速度特性曲线的连续工作区。
2)最大负载转矩,加载周期以及过载时间都在提供的特性曲线的准许范围以内。
3)电机在加速/减速过程中的转矩应在加减速区(或间断工作区)之内。
4)对要求频繁起,制动以及周期性变化的负载,必须检查它的在一个周期中的转矩均方根值。
并应小于电机的连续额定转矩。
5)加在电机轴上的负载惯量大小对电机的灵敏度和整个伺服系统的精度将产生影响。
通常,当负载小于电机转子惯量时,上述影响不大。
但当负载惯量达到甚至超过转子惯量的5倍时,会使灵敏度和响应时间受到很大的影响。
甚至会使伺服放大器不能在正常调节范围内工作。
所以对这类惯量应避免使用。
推荐对伺服电机惯量Jm和负载惯量Jl之间的关系如下:Jl<5×Jm1、负载转矩的计算负载转矩的计算方法加到伺服电机轴上的负载转矩计算公式,因机械而异。
但不论何种机械,都应计算出折算到电机轴上的负载转矩。
通常,折算到伺服电机轴上的负载转矩可由下列公式计算:Tl=(F*L/2πμ)+T0式中:Tl折算到电机轴上的负载转矩(N.M);F:轴向移动工作台时所需要的力;L:电机轴每转的机械位移量(M);To:滚珠丝杠螺母,轴承部分摩擦转矩折算到伺服电机轴上的值(N.M);Μ:驱动系统的效率F:取决于工作台的重量,摩擦系数,水平或垂直方向的切削力,是否使用了平衡块(用在垂直轴)。
已知:1)上位机发出脉冲能力为200Kp/S,200×1000/s,200×1000×60/min;2)电机额定转速为3000R/ min,3000/60s;3)伺服电机编码器分辨率是131072;4)丝杆螺距是10mm;求:1、电机额定转速运行时的电子齿轮比?2、如果电子齿轮比是1,伺服电机的转速?3、生产时,设定指令脉冲当量,确定电子齿轮比?解:1、当上位机满额发出脉冲时,伺服恰好额定速度运行:1)电机额定转速为3000r/ min,3000r/60s=50r/s;2) 伺服电机编码器分辨率是131072;3)电机额定转速时编码器输出检测反馈脉冲频率是131072×50r/s;;4)上位机发出脉冲能力时发出的脉冲频率=200×1000/s;5)当上位机满额发出脉冲时,伺服恰好额定速度运行,这时的电子齿轮比:电子齿轮比=反馈脉冲频率/上位机满额发出脉冲频率=(131072×50r/s)/ 200×1000/s=6553600/200000=3.27682、如果电子齿轮比是1:1)上位机发出的1个脉冲=编码器输出检测反馈的1个脉冲:2)上位机发出脉冲能力时发出的脉冲频率=200×1000/s;3)伺服电机的转速是=200×1000/s×60/131072= 91.55 r/min3、如果丝杆螺距是10mm,1)要求上位机每发一个指令脉冲,工件移动0.001mm,即指令脉冲当量为0.001mm,也可以说指令脉冲单位为0.001mm:2)如果伺服转一周,丝杆转一周,减速比是1;3)丝杆转一周,上位机应该发出的指令脉冲为10mm/0.001mm=10000(个);4)伺服转一周,编码器检测反馈脉冲为131072(个);5)电子齿轮比=编码器检测反馈脉冲/上位机发出的指令脉冲=131072/10000=13.7012;1、从以上计算,现在我们知道:1)当上位机满额发出脉冲时,伺服恰好额定速度运行,电子齿轮比=反馈脉冲频率/上位机满额发出脉冲频率=3.27682)如果电子齿轮比是1:伺服电机的转速是==91.55 r/min3)丝杆螺距是10mm,指令脉冲当量为0.001mm,电子齿轮比=编码器检测反馈脉冲/上位机发出的指令脉冲=13.7012;2、现在我们还想知道,丝杆螺距是10mm,指令脉冲当量为0.001mm,加工时电机额定速度运行时的电子齿轮比?3、丝杆螺距是10mm,指令脉冲当量为0.001mm,加工时电机额定速度运行时的电子齿轮比?1)丝杆螺距是10mm,指令脉冲当量为0.001mm,电子齿轮比=编码器检测反馈脉冲/上位机发出的指令脉冲=13.7012;2)当上位机满额发出脉冲时,伺服恰好额定速度运行,电子齿轮比=反馈脉冲频率/上位机满额发出脉冲频率=3.27683)只有1)、2)的电子齿轮比相等时,才可以保证当上位机满额发出脉冲时,伺服恰好额定速度运行,丝杆螺距是10mm,指令脉冲当量为0.001mm;4)如果我们让上位机,不工作在额定状态,只工作在1/(13.7012/3.2768)额定频率上,而电机工作在额定转速下,这时的电子齿轮比是电子齿轮比=反馈脉冲频率/【上位机满额发出脉冲频率×1/(13.7012/3.2768)】 =3.2768×(13.7012/3.2768)=13.70125)这样,我们得出:a、让上位机,不工作在额定状态,只工作在1/(13.7012/3.2768)额定频率上;b、而电机工作在额定转速下;c、丝杆螺距是10mm(减速比等于),指令脉冲当量为0.001mm;d、电子齿轮比是=13.70124、如果电子齿轮比是1,伺服电机的转速是=200×1000/s×60/131072= 91.55 r/min,怎么能使电子齿轮比=1时,电机转快一点呢?1)只要将编码器的刻线数降低,即编码器一周的反馈脉冲缩小(分频),电机的转速就会提高;2)我们只要将编码器的解析度131072缩小到131072/(3000/91.55);3)伺服电机的转速=200×1000/s×60/【131072/(3000/91.55)】=(200×1000/s×60/131072)×(3000/91.55)=3000r/min;4)我们只要将编码器的解析度131072缩小到131072/(3000/91.55):编码器的解析度= 131072/(3000/91.55)≈ 131072的32分频= 4096 ;5)电子齿轮比=1时,编码器的解析度是4096时,电机的转速为额定转速3000转/分!5、我主楼计算的三种数字(a、电机额定转速运行时的电子齿轮比?b、如果电子齿轮比是1,伺服电机的转速?c、生产时,设定指令脉冲当量,确定电子齿轮比?)是有关电子齿轮比的三中应用:1)“b、如果电子齿轮比是1,伺服电机的转速?”,指明要提高电机运行速度的方法,就是对编码器的解析度分频;2)“a、电机额定转速运行时的电子齿轮比?”,要伺服以额定转速,按指令脉冲当量运行,指明了如何调整确定上位机的发出的指令脉冲频率及电子齿轮比;3)“c、生产时,设定指令脉冲当量,确定电子齿轮比?”是所有计算的基础;晒晒我们班的牛人600字初一范文三篇【导语】每个学校每个班级都有那么几个牛人,或者学习好得不得了的人,或者体育好到不行但学习不怎么样的人,或者嘴皮子耍得好的人……以下是我们为大家带来的晒晒我们班的牛人600字初一范文三篇,供大家参考。
(1) 机械系统的种类特点用可变速电机驱动的机械系统, 一般有以下几类。
机构滚珠丝杠(直接连接)用于距离较短的高精度定位。
电机和滚珠丝杠只用联轴节连接, 没有间隙。
电机和滚珠丝杠只用联轴节连接,没有间隙。
滚珠丝杠(减速)选择减速比, 可加大向机械系统传递的转矩。
由于产生齿轮侧隙, 需要采取补偿措施。
由于产生齿轮侧隙,需要采取补偿措施。
齿条和小齿轮用于距离较长的(台车驱动等)定位。
小齿轮转动一圈包含了π值, 因此需要修正。
小齿轮转动一圈包含了π值,因此需要修正。
同步皮带(传送带)与链条比较, 形态上的自由度变大。
主要用于轻载。
皮带轮转动一圈的移动量中包含π值, 因此需要修正。
皮带轮转动一圈的移动量中包含π值,因此需要修正。
将伺服系统用于机械系统中时, 请注意以下各点。
①减速比为了有效利用伺服电机的功率, 应在接近电机的额定速度(最高旋转速度)数值的范围使用。
在最高旋转速度下连续输出转矩, 还是比额定转矩小。
②预压转矩对丝杠加预压力, 刚性增强, 负载转矩值增大。
由预压产生的摩擦转矩, 请参照滚珠丝杠规格书。
③保持转矩升降机械在停止时, 伺服电机继续输出保持力。
在时间充裕的场合, 建议使用保持制动。
机构特点链条驱动多用于输送线上。
必须考虑链条本身的伸长并采取相应的措施。
在减速比比较大的状态下使用, 机械系统的移动速度小。
多用于输送线上。
必须考虑链条本身的伸长并采取相应的措施。
在减速比比较大的状态下使用,机械系统的移动速度小。
进料辊将板带上的材料夹入辊间送出。
由于未严密确定辊子直径, 在尺寸长的物件上将产生误差, 需进行π补偿。
如果急剧加速, 将产生打滑, 送出量不足。
如果急剧加速,将产生打滑,送出量不足。
转盘分度转盘的惯性矩大, 需要设定足够的减速比。
转盘的转速低, 多使用蜗轮蜗杆。
转盘的转速低,多使用蜗轮蜗杆。
主轴驱动在卷绕线材时, 由于惯性矩大, 需要设定够的减速比。
在等圆周速度控制中, 必须把周边机械考虑进来研究。
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。
富士伺服电机选型计算资料富士伺服电机选型计算是制定控制系统的重要环节,它决定了控制系统能否满足项目要求。
在进行富士伺服电机选型计算之前,我们首先需要明确以下几个关键参数:运动要求、负载惯量、力矩要求、速度要求、加速度要求等。
首先,根据项目的运动要求,我们需要确定平均负载转矩和最大负载转矩。
平均负载转矩是指在运动过程中,负载所需要的平均转矩,而最大负载转矩则是指负载所需的最大转矩。
通常情况下,最大负载转矩是平均负载转矩的两倍以上。
这个参数的确定需要参考实际应用需求,通常通过实测数据来确定。
其次,我们还需要确定负载的惯量。
惯量是指负载在运动过程中所具有的自身转动惯性。
对于给定的负载,我们需要测量它的惯性矩阵,包括质量、半径等参数。
通过这些参数可以计算出负载的转动惯量,这个参数将用于计算控制系统的响应速度和精度。
接下来,我们需要确定速度和加速度要求。
根据实际项目需求,我们可以确定需要的最大运动速度和加速度。
这些参数决定了选用的伺服电机的性能。
一般情况下,伺服电机需要具备足够的转矩和响应速度才能满足速度和加速度要求。
最后,我们需要根据以上参数来选择合适的富士伺服电机。
富士伺服电机有多个系列可供选择,每个系列都有不同的规格和性能。
我们需要根据上述参数来查找合适的富士伺服电机型号,并对其进行进一步的分析。
在进行富士伺服电机选型计算时,还需要考虑一些其他的因素。
比如环境条件(如温度、湿度等)、电源供应条件(如电压、频率等)、机械结构等都会对富士伺服电机的选型产生影响。
因此,在进行选型计算时,需要综合考虑这些因素,以保证选取到合适的富士伺服电机。
总之,富士伺服电机选型计算是一个复杂的过程,需要根据项目实际需求来确定各项参数。
通过综合考虑负载转矩、负载惯量、速度和加速度要求等因素,我们可以选择到合适的富士伺服电机型号。
选型计算的准确性和合理性将直接影响到控制系统的性能和效果。
因此,选型计算的过程需要细致认真,并根据实际项目情况进行调整和优化,以确保最终选用的富士伺服电机能够满足项目要求。
伺服电机选型计算及案例
在进行伺服电机选型计算前,首先需要了解以下参数:
1.力矩要求:根据工作负载计算所需的最大输出力矩。
2.转速要求:根据工作过程中所需的最高转速确定。
3.加速度要求:根据工作过程中的速度变化率来计算。
4.环境条件:包括工作温度、工作湿度等环境因素。
下面以一个简单的案例为例,演示如何进行伺服电机选型计算。
案例:自动化生产线运行速度为60米/分钟,工作台上的工件质量为10千克,需要在0.5秒内从静止加速到最终速度并保持匀速运动。
根据这些要求,我们需要选用合适的伺服电机。
步骤1:计算所需的输出力矩。
根据牛顿第二定律,力矩(扭矩)等于质量乘以加速度。
加速度可以通过速度变化与时间的比值来计算。
加速度a = (60 m/min) / (0.5 s) = 120 m/min² = 2 m/s²
力矩T = (质量m) * (加速度a) = 10 kg * 2 m/s² = 20 Nm
所以我们需要选用至少能提供20Nm的输出力矩的伺服电机。
步骤2:计算所需的最高转速。
最高转速通常需要根据具体工作过程来确定。
在这个案例中,我们假设最高转速为3000 rpm(每分钟转数)。
步骤3:计算所需的加速度。
加速度已经在步骤1中计算过,为2m/s²。
步骤4:确定环境条件。
根据实际工作环境,确定伺服电机所需的环境参数,例如工作温度和湿度范围。
通过以上计算,我们得到了选型参数:输出力矩为20 Nm,最高转速为3000 rpm,加速度为2 m/s²。
伺服电机选型及负载转矩计算伺服电机是一种能够根据输入信号控制输出轴运动的电机。
它具有灵敏度高、响应速度快、精确度高等优点,广泛应用于工业生产线、机械设备、机器人等领域。
伺服电机的选型主要包括以下几个方面:1.转矩要求:伺服电机的转矩要求主要由负载的转矩决定。
在选型时需要确定负载的最大转矩和平均转矩,以确定伺服电机的额定转矩和峰值转矩。
2.转速要求:伺服电机的转速要求主要由负载的旋转速度决定。
在选型时需要确定负载的最大转速和平均转速,以确定伺服电机的额定转速和峰值转速。
3.加速度要求:伺服电机的加速度要求主要由负载的加速度决定。
在选型时需要确定负载的最大加速度和平均加速度,以确定伺服电机的额定加速度和峰值加速度。
4.精度要求:对于需要高精度运动的负载,伺服电机的精度要求较高。
在选型时需要考虑伺服电机的控制精度和重复定位精度等参数。
在实际选型时,可以根据负载和运动要求确定伺服电机的型号,并通过数据手册来验证选型是否符合要求。
一般来说,伺服电机的型号包括转矩、功率、转速和结构等参数。
负载转矩的计算是伺服电机选型的重要步骤之一、下面介绍一种常用的负载转矩计算方法。
1.静态负载转矩的计算:静态负载转矩是指在静止状态下所受到的负载力矩。
一般可以通过以下公式计算:M=F*R其中,M表示静态负载转矩,F表示负载力,R表示力臂的长度。
如果负载力可以被等效为多个力的叠加,则可以分别计算每个力的负载转矩,并将其叠加得到总的静态负载转矩。
2.动态负载转矩的计算:动态负载转矩是指在运动状态下所受到的惯性力矩和摩擦力矩的叠加。
动态负载转矩的计算可以通过以下公式进行:M=J*α+Ff*R其中,M表示动态负载转矩,J表示负载的转动惯量,α表示负载的角加速度,Ff表示负载所受到的摩擦力,R表示力臂的长度。
在实际计算中,需要考虑负载的惯性矩、摩擦力以及运动过程中可能产生的冲击力矩等因素,并将其叠加计算得到总的动态负载转矩。
负载转矩的计算是伺服电机选型的重要环节,它能够明确负载的要求,并为选型提供基础数据。
容量选择计算(1) 机械系统的种类用可变速电机驱动的机械系统,一般有以下几类。
机构特点滚珠丝杠(直接连接)用于距离较短的高精度定位。
电机和滚珠丝杠只用联轴节连接,没有间隙。
滚珠丝杠(减速)选择减速比,可加大向机械系统传递的转矩。
由于产生齿轮侧隙,需要采取补偿措施。
齿条和小齿轮用于距离较长的(台车驱动等)定位。
小齿轮转动一圈包含了π值,因此需要修正。
同步皮带(传送带)与链条比较,形态上的自由度变大。
主要用于轻载。
皮带轮转动一圈的移动量中包含π值,因此需要修正。
将伺服系统用于机械系统中时,请注意以下各点。
①减速比为了有效利用伺服电机的功率,应在接近电机的额定速度(最高旋转速度)数值的范围使用。
在最高旋转速度下连续输出转矩,还是比额定转矩小。
②预压转矩对丝杠加预压力,刚性增强,负载转矩值增大。
由预压产生的摩擦转矩,请参照滚珠丝杠规格书。
③保持转矩升降机械在停止时,伺服电机继续输出保持力。
在时间充裕的场合,建议使用保持制动。
机构特点链条驱动多用于输送线上。
必须考虑链条本身的伸长并采取相应的措施。
在减速比比较大的状态下使用,机械系统的移动速度小。
进料辊将板带上的材料夹入辊间送出。
由于未严密确定辊子直径,在尺寸长的物件上将产生误差,需进行π补偿。
如果急剧加速,将产生打滑,送出量不足。
转盘分度转盘的惯性矩大,需要设定足够的减速比。
转盘的转速低,多使用蜗轮蜗杆。
主轴驱动在卷绕线材时,由于惯性矩大,需要设定够的减速比。
在等圆周速度控制中,必须把周边机械考虑进来研究。
<参考>摩擦系数μ的目标值机械效率η的目标值机构 机械效率台式丝杠 0.5~0.8 滚珠丝杠 0.9 齿条和小齿轮 0.8 齿轮减速器0.8~0.95 蜗轮减速器(起动) 0.5~0.7蜗轮减速器 (运行中) 0.6~0.8 皮带传动 0.95 链条传动0.9模数(模数) = ———————————————链条尺寸编号 刻度 编号 刻度15 4.762 80 25.4 25 6.35 100 31.75 35 9.525 120 38.1 40 12.7 140 44.45 50 15.875 160 50.8 60 19.05 180 57.15机构摩擦系数轨道和铁车轮 (台车,吊车) 0.05 直线导轨 滚珠花键轴 滚柱工作台 滚柱系统0.05~0.2材质密度材质 密度: kg/m 3铜 8.96×103黄铜 8.54×103不锈钢 7.91×103铁 7.85×103铝 2.7×103聚缩醛1.43×103(齿数)(齿轮节圆直径)※公制齿轮※模数0.5 0.75 0.8 1 1.5 2 2.5 3 4 5 6 7(2) 容量选择计算容量选择计算,是由机械规格(构成)计算出必要的伺服电机容量的计算。
容量选择计算所需要的项目如下。
一般地说,由于不能测定系统惯性矩和负载转矩。
因此,由机械的构成计算出近似值。
容量选择计算的次序如下。
容量选择流程图・ 负载惯性矩(机械系统的惯性矩) ・ 负载转矩(驱动机械所需的转矩) ・ 加速/减速时间・运行模式①由机械构成计算负载惯性矩。
②由机械构成计算负载转矩。
③临时选定电机容量。
④确认最短加速/减速时间。
指定时间时,计算必要的加速/减速转矩。
⑤由运行模式绘制转矩特性曲线。
⑥由转矩特性曲线计算出实际转矩。
⑦如果实际转矩(T rms )比额定转矩(T R )小,则可按指定的运行模式运转。
⑧计算再生电力,必要时选择再生电阻器。
⑨在可能范围内,重新审定机械规格。
开始计算负载惯性矩计算负载转矩T L临时选定电机容量计算最短加速/减速时间(计算加速/减速转矩)绘制转矩特性曲线计算实际的转矩计算再生电力重新审定机械规格,变更运行模式结束<惯性矩计算>・形状16Jz=103D4Jx=W8W103D2+W12103L2Jy==πρ32103LD1032W=πρ4103LD1032Jz=W16A1032B1032+Jx=16W103B2+W12103L2Jy=16W103A2+W12103L2W=πρ4103A103B103LW=103A103B103Lρ12WB1032L1032+Jx=Jy=Jz=12WL1032A1032+12WA1032B1032+W =103A2103B2103Lρ103A1103B1-W2=103A2103B2103LρW1=103A1103B1ρ12W2B21032L1032+Jx=-12W1B11032L1032+12W2A21032L1032+Jy=-12W1A11032L1032+12W2A21032B21032+Jz=-12W1A11032B11032+W=πρ4103LD21032D11032-Jz=W8D21032D11032+=πρ32103LD21034D11034-Jx=16WD21032D11032++W1210LJy=・换算齿条和小齿轮·传送带·链条传动进料辊旋转体·转盘驱动求出惯处在离开旋转轴位置的某一物体的惯μ: 摩擦系数 BP: 丝杠螺矩[mm]W ,W 1: 可动部分重量[kg]W 2: 配重重量[kg]GL: 减速比(无单位) F: 推力[kg]・上升时(垂直) ・下降时(垂直) ・停止时(垂直) 传送带·齿条和小齿轮 μ: 摩擦系数 D: 直径[mm]W ,W 1: 可动部分重量[kg]W 2 : 配重重量[kg] GL: 减速比(无单位)・上升时(垂直) 下降时(垂直) 停止时(垂直) <负载转矩(T L )计算>移动速度V 可动部分重量W减速比GL 电机轴旋转速度N丝杠螺矩 L小齿轮直径D可动部分重量W移动速度V减速比GL电机轴旋转速度 N①计算负载惯性矩(J L )计算对于电机轴换算的机械系统负载惯性矩(GD 2)。
计算电机旋转时随转动(移动)部分的惯性矩,并求出总和。
②计算负载转矩(T L )计算对于电机轴换算的负载转矩。
③临时选定电机容量选定满足以下两个条件的电机容量。
■ 允许用负载惯性矩J L ≦ J M × 100(30)·································在速度控制中缓慢移动时J L ≦ J M ×30(10)····································在位置控制中定位时 J L ≦ J M ×10(-)·······································进行高频度定位时(参考值: 在0.5秒内,运转/停止一次以上)※( )内的数值、是使用GYG 电机时的值。
■负载转矩T L ≦ T R ×0.9·········································0.9是安全系数(例子)④计算最短的加速/减速时间(计算加速/减速转矩)确认考虑负载条件的最短加速/减速时间。
指定加速/减速时间时,计算加速/减速转矩。
・最短加速/减速时间・加速/减速转矩+T L(J M +J L )×2π×(N 1-N 0)60(t AC )T AC =t AC : 加速/减速时间[s] J M : 伺服电机惯性矩[kg·m 2]J L : 对电机轴换算的负载惯性矩[kg·m 2] T L : 对电机轴换算的负载转矩[Nm] T AC : 加速/减速转矩[Nm](J M +J L )×2π×(N 1-N 0)60(T AC -T L )t AC =⑤绘制转矩特性曲线由运行模式,绘制输出转矩特性曲线。
⑥计算实际转矩(T rms )计算运行模式1个循环的实际转矩。
将各输出转矩的平方与输出时间之积相加,再将所得之和除以1个循环的时间,然后开平方,所得平方根值为实际转矩值。
T ⑦rms T ≦R如果实际转矩小于额定转矩,则可以按指定的运行模式连续运行。
(T AC 2×t AC )+(T L 2×t L )+(T DC 2×t DC )t CYCT rms =输出转矩●运行模式移动速度●转矩特性曲线T AC : 加速转矩T L : 负载转矩时间时间T DC : 减速转矩⑧计算再生电力一般在下述状态下进行再生运行。
水平方向进给: 减速时垂直方向进给: 下降时以一定速度进给以及在减速时。
减速时的再生电力(P 1)P 1 [W] = (2π/60)×T DC [Nm]×N 1 [r/min]×(1/2)下降时以一定速度进给(P 2)P 2 [W] = (2π/60)×T DC [Nm]×N 1 [r/min]计算运行模式1时,循环时的平均再生电力(P),确认再生电阻容量下降。