伺服电机的选型及应用案例介绍ppt课件

1、伺服电机的选型及运用案例引见吴志龙2021.05.10.二，转动惯量的概念及计算方法三，伺服电机选型的原那么四，伺服电机选型的步骤一，扭矩的概念及计算方法六，实例运用讲解五，与选择相关的工程情况阐明.一.力矩1.定义定义:使物体转动形状产生变化的要素，即使物体转动形状产生变化的要素，即物体在遭到不为零的外力矩作用下，原为静物体在遭到不为零的外力矩作用下，原为静止的将开场转动，原为转动的转速将发生变止的将开场转动，原为转动的转速将发生变化。化。2.扭矩：转动力矩又称为转矩或扭矩。扭矩：转动力矩又称为转矩或扭矩。.3.公式公式:力矩等于径向矢量与作用力的如右图所示：欲让门产生转动，必需施加一外力F

2、。施力点离转轴越远越容易使门产生转动。平行于门面的分力对门的转动没有效果，只需垂直于门面的分力才干让门产生转动。力矩的符号经常用T表示。单位N mT=rFsin =有效作用力有效作用力x力臂力臂 .4.电机转速和扭矩转矩公式电机转速和扭矩转矩公式扭矩公式：扭矩公式：T=9550P/nT=9550P/nT是扭矩，单位Nm；P是输出功率，单位KW；n是电机转速，单位r/min扭矩公式：扭矩公式：T=973P/nT=973P/nT是扭矩，单位kgm；P是输出功率，单位KW；n是电机转速，单位r/min.5.扭矩计算扭矩计算TFr电机转矩T N.m滑轮半径r m提升力F NF= Tr经过减速机提升后的

3、提升力为：F=1/RTFrTr R.F1/RPBTFPBT6.电机带动丝杆扭矩计算电机带动丝杆扭矩计算电机转矩T N.m螺杆导程PB m推力F NF=T P2经过减速机提升后的提升力为：F=T2P R.二.转动惯量1.定义定义:是刚体绕轴转动时惯性的量度。通常是刚体绕轴转动时惯性的量度。通常以字母以字母I或或J来表示。单位为来表示。单位为kgm2.与转动惯量有关的要素：与转动惯量有关的要素：1.刚体的总质量 2.质量分布3.转轴的位置.1r3r2r1m2m3m转轴3.转动惯量的计算：转动惯量的计算：1单个质点的转动惯量: J=mr22质量离散分布刚体的转动惯量:jjjJm r2 m rm r2

4、21 12 23质量延续分布刚体的转动惯量:Jrm2d dm:质量元.常见刚体的转动惯量常见刚体的转动惯量2mrJ 2/2mrJ 2/ )(2221rrmJ2/2mrJ 2/2mrJ 12/2mlJ 5/22mrJ 3/22mrJ .三.伺服电机的选型原那么 延续任务扭矩 伺服电机额定扭矩 瞬时最大扭矩 伺服电机最大扭矩 (加速时) 惯量比 电机规定的惯量比 延续任务速度 电机额定转速.四.伺服电机选型步骤1.1.确定机构部确定机构部次外，还要确定各机构零件滚珠丝杆的长度，导程和带轮直径等的细节机构部典型例如机构部典型例如.2.2.确定运转方式确定运转方式加减速时间、匀速时间、停顿时间、循环时

5、间、挪动间隔等。.注：运转方式对电机的容量选择有很大的影响。除了特别需求的情况，加减速时间、停顿时间尽量获得大点，就可以选择小容量的电机3.3.计算负载惯量和惯量比计算负载惯量和惯量比结合各机构部计算负载惯量。请参照普通的惯量及其计算方法并且用所选的电机的惯量去除负载惯量，计算惯量比。.4.4.计算转速计算转速根据挪动间隔、加减速时间、匀速时间计算电机转速。5.5.计算转矩计算转矩根据负载惯量和加减速时间、匀速时间计算所需的电机转矩。6.6.选择电机选择电机选择能满足以上35项条件的电机。.五.和选择相关的工程阐明1.转矩转矩 a 峰值转矩运转过程中主要是加减速时电机所需的最大转矩，通常为电机

6、最大转矩的80%以下。 b 挪动转矩电机长时间运转所需的转矩。通常为电机的额定转矩的80%以下。.各机构挪动转矩的计算公式：. c 有效转矩运转、停顿全过程所需转矩的平方平均值的单位时间数值，通常为电机的额定转矩的80%以下。2.转速转速最高转速通常要在额定转速以下。需运用电机的最高转速时，应留意转矩和温度的上升。.3.惯量比惯量比惯量比是用电机的转动惯量去除负载惯量的数值。按照通常的规范，750W以下的电机为20倍以下，1000W以上的电机为10倍以下，假设要求快速呼应，那么需更小的惯量比。反之，假设加速时间允许数秒，就可以采用更大的惯量比。.六.实例运用讲解案例案例1知：负载分量WA=10

7、kg，螺杆螺距BP=20mm，螺杆直径BD=20mm，螺杆长BL=0.5m，机械效率=0.9，摩擦系数=0.1，负载挪动间隔0.3m，加减速时间ta=td=0.1s，匀速时间tb=0.8s，静止时间t4=1s。联轴器的惯量Jc= 10 x10-6 kg.m2 .请选择满足负载需求的最小功率伺服电机。.1.滚珠丝杆的质量：Bw=xV=7.9*103*(0.02/2)2*0.5 =1.24kg 2.负载部分的惯量：JL=JC+JB=JC+BW*BD2/8+WA*BP2/42 =0.00001+(1.24*0.022)/8+10*0.022/42 =1.73*10-4kg.m2 .3.预选电机假设选

8、200W,那么JM= 0.14*10-4kg.m2 4.惯量比JL /JM =1.73/0.14 =12.330 .5.最高速度 Vmax S=1/2*ta*Vmax+tb*Vmax+1/2*td*Vmax0.3=1/2*0.1*Vmax+0.8*Vmax+1/2*0.1*VmaxVmax=0.334m/s所以 N=0.334/0.02=16.7r/s =16.7*60=1002r/min3000r/min.6.计算转矩Tf=Bp/2*(gWA+F) =0.02/2*0.9(0.1*9.8*10+0)=0.035N.M挪动转矩挪动转矩加速时转矩加速时转矩Ta=(JL+JM)*2N/加速时间+挪动转矩 =0.231N.M.减速时转矩减速时转矩Td=(JL+JM)*2N/加速时间-挪动转矩 =0.16