电机的选型计算

电机的选型计算作者:MichelCOUPATSummaryMichelCOUPATM8lex15LexiumSizer目录I关于机械的背景知识II再生能量III电机选型计算的步骤IV施耐德伺服的计算V练习SummaryMichelCOUPATM8lex15LexiumSizer电机和驱动器的选型计算I关于机械的背景知识•单位•机械公式•惯量的计算•运动学•摩擦•惯量的比例II再生能量III电机选型计算的步骤IV施耐德伺服的计算V练习SummaryMichelCOUPATM8lex15LexiumSizer单位关于机械的背景知识SummaryMichelCOUPATM8lex15LexiumSizer米制单位3个基本单位:国际单位制(SI)质量:m单位:千克(kg)长度:l单位:米(m)时间:t单位:秒(s)_______________________________________________________推导单位:角度:单位:弧度(rad)360°=2radrlθrlSummaryMichelCOUPATM8lex15LexiumSizer运动学线速度:lt-1单位:米每秒(m/sorm.s-1)角速度:t-1单位:弧度每秒(rd/sors-1)::dxvdtDVt瞬时速度平均速度::tddt瞬时速度平均速度xinmtinsDinmtinsinradians60N2ωinrd/sNinrpm米制单位SummaryMichelCOUPATM8lex15LexiumSizer运动学:线加速度:lt-2单位:米每秒平方(m/s/sorm.s-2)角加速度:t-2单位:弧度每平方秒(rad.s-2ors-2):v:tdvdt瞬时加速度平均加速度d:dt:t瞬间加速度平均加速度vinm/stinstinsωinrd/s米制单位SummaryMichelCOUPATM8lex15LexiumSizer运动学:力:mlt-²单位:牛顿(N)力等于质量与加速度的乘积:F=mγ重量W:mlt-²单位:牛顿(N)W=m.g(g:重力加速度=9,81m/s²)力矩M:ml²t-²单位:牛米(Nm)力与长度的乘积:M=Fr(力与长度的方向垂直时)运动力矩:M=J’(J:转动惯量kg.m²)能量:ml²t-²单位:焦耳(J)力与位移的乘积:E=FL或转矩与角度的乘积:E=MrF米制单位SummaryMichelCOUPATM8lex15LexiumSizertEPEinJouletinsFinNewtonVinm/sMinNminrad/s米制单位运动学:功率:ml²t-3单位:Watt(W)1W=1J/s*直线运动:P=Fv*角运动:P=MSummaryMichelCOUPATM8lex15LexiumSizer英制单位质量,重量,力:单位:磅(lb)[盎司(oz):1lb=16oz]长度:单位:英寸(in)[1英尺(ft)=12英寸-1码(yd)=3英尺]时间:单位:秒(s)线速度:单位:英寸每秒(in/s)线加速度:单位:英寸每平方秒(in/s²)力矩:单位:英寸磅(in.lb)惯量:单位:英寸磅平方秒(in.lb.s²)SummaryMichelCOUPATM8lex15LexiumSizer等效的米制和英制单位重量:1pound(lb)=453,59237g=0,45359237kg=4,44822N长度:1inch(in)=2,54cm=0,0254m力矩:1inchpound(in.lb)=0,1130234Nm惯量:1inchpoundsecondsquare(in.lb.s²)=0,112961kg.m²重力加速度:g=386in/s²=32,12ft/s²=9,81m/s²SummaryMichelCOUPATM8lex15LexiumSizer机械公式关于机械的背景知识SummaryMichelCOUPATM8lex15LexiumSizer直线运动:角度运动:ctions)(withfriFJMJMMPωtωθtωtω22000221FvPmFxvvγtvxtvtx22120002机械公式SummaryMichelCOUPATM8lex15LexiumSizerEinJoulesJinkg.m2inrad/s直线运动:转动:2CINJE212CINvmE21EinJoulesminkgvinm/s动能SummaryMichelCOUPATM8lex15LexiumSizer惯量的计算关于机械的背景知识SummaryMichelCOUPATM8lex15LexiumSizer密度:单位:千克每立方米(Kg/m3)磅每立方英尺(lb/in3)某个体积承载的重量取决于构成的材料.常见材料的密度:Vmm:质量inKgorlbV:体积inm3orin3:密度inKg/m3orlb/in3钢:7750Kg/m30,286lb/in3铝:2720Kg/m30,098lb/in3黄铜:8170Kg/m30,295lb/in3紫铜:8910Kg/m30,322lb/in3塑料:1110Kg/m30,040lb/in3密度SummaryMichelCOUPATM8lex15LexiumSizer长方体whLVVm(ifhandWL)w?h?12mJa-aL?3mJw?4L?12mJb-bb-bSummaryMichelCOUPATM8lex15LexiumSizer实心圆柱体2DrL4²πDVVm1121yD?mJ443L212x1mDJmr28SummaryMichelCOUPATM8lex15LexiumSizer空心圆柱体L4²D-²DπVVmi03L?4²D²D4mJi0y8²D²DmJi0xSummaryMichelCOUPATM8lex15LexiumSizer力臂和质量T?H?6mJm.R?JSummaryMichelCOUPATM8lex15LexiumSizerJ=mR2+m1r12m1Rr1J?mm.r?J力臂和质量SummaryMichelCOUPATM8lex15LexiumSizera-a:转轴r圆环2212Axisa-a:JmrAxisb-b:JmrRbbaaaacbb圆柱体22212Axisa-a:JmrmAxisb-b:J3rh12空心柱体2222212Axisa-a:JmRrmAxisb-b:J3R3rh12圆锥222310380Axisa-a:JmrAxisb-b:J4rh球体22410410Axisa-a:JmrAxisb-b:Jmr圆环面22223Axisa-a:JmRr44R5rAxisb-b:Jm8长方体22212Axisa-a:JmlmAxisb-b:Jdc12bbbbh/4bbS常用的转动惯量SummaryMichelCOUPATM8lex15LexiumSizer不同类型的机械关于机械的背景知识SummaryMichelCOUPATM8lex15LexiumSizer减速机JM:电机的转动惯量JL:负载的惯量JLM:反映到电机的负载惯量ML:负载转矩JR:反映到输入侧的减速机惯量R:机械系数ηR:减速机效率LMLMLMLMωRωθRθωωθθRJMJLJR,R,ηRθL,ωL,MLθM,ωMJLM按照能量守恒定律:RLRMLLMLRMMLLLη²RJη²ω²ωJJη²ωJ21²ωJ21总的惯量:MLRMTOTJJJJ反映到电机的转矩:RLRMLLMLηRMηωωMMSummaryMichelCOUPATM8lex15LexiumSizer皮带和链条减速器JMJLθL,ωL,MLθM,ωMJPM,DPM,NTMJPL,DPL,NTLJM:电机的惯量JL:负载的惯量ML:负载转矩JPM:电机传动轮惯量DPM:电机传动轮直径NTM:电机传动轮的齿数JPL:负载传动轮的惯量DPL:负载传动轮的直径NTL:负载传动轮的齿数η:减速器的效率mB:皮带的质量MBLMLMPMPLTMTLωRωθRθDDNNR总的惯量:MLMBMPLPMMTOTJJJJJJ折算的惯量:4²DηmJη²RJJη²RJJPMBMBPLMPLLML折算到电机的转矩:ηRMηDDMMLPLPMLMLSummaryMichelCOUPATM8lex15LexiumSizer齿轮箱JMJLθL,ωL,MLθM,ωMJGM,NTMJGL,NTLJM:电机的惯量JL:负载的惯量ML:负载转矩JGM:电机侧的齿轮惯量NTM:电机侧的齿轮齿数JGL:负载侧的齿轮惯量NTL:负载侧的齿轮齿数η:减速器的效率LMLMTMTLωRωθRθNNR总的惯量:MLMGLGMMTOTJJJJJ折算的惯量:η²RJJη²RJJGLMGLLML折算到电机的转矩:ηRMηNNMMLTLTMLMLSummaryMichelCOUPATM8lex15LexiumSizer导螺杆JM:电机的惯量JC:耦合惯量mL:负载的质量XL:负载的位移VL:负载的速度mT:工作台的质量FP:力Fg:重力Ffr:摩擦JS:螺杆的惯量p:螺距(mm/rev)α:轴向的角度η:螺杆的效率µ:摩擦系数g:重力加速度JMJS,pθM,ωMmLJCαXL,VLFfrFP,FgmTpVωpXθLMLMSummaryMichelCOUPATM8lex15LexiumSizer折算的惯量:导螺杆根据能量守恒定律:²4²mpJ²p2ωm21J21p2ωv²mv21EJ21Eππω²πω²如果我们考虑到螺杆,负载,工作台的数据和效率:²4²pηmmJTLML总的惯量:MLSCMTOTJJJJJJMJS,PθM,ωMMLJCαXL,VLFfrFP,FgMTSummaryMichelCOUPATM8lex15LexiumSizer折算到电机的转矩:导螺杆JMJS,PθM,ωMMLJCαXL,VLFfrFP,FgMT按照能量守恒定律:ππ2FpM2pXθFXEMθE如果我们考虑到螺杆,负载,工作台的数据和效率:cosµgmmFsingmmF2pηFFFMLTfrLTgfrgPMLSummaryMichelCOUPATM8lex15LexiumSizer传送带JMJP3,D3θM,ωMmLαXL,VLFfrFP,FgMBJP2,D2JP1,D1JM:电机的惯量mL:负载的质量XL:负载的位移VL:负载的速度mT:工作台的质量FP:力Fg:重力Ffr:摩擦JPx:传动轮的惯量Dx:传动轮的直径NTP1:主传动轮的齿数p:齿条的节距(mm/tooth)CP1:主传动轮的周长α:轴向的角度η:皮带传动轮的效率µ:摩擦系数g:重力加速度NTP1,pP1LMP1LMTP11P1CVωCXθpNπDCSummaryMichelCOUPATM8lex15LexiumSizer传送带JMJP3,D3θM,ωMmLαXL,VLFfrFP,FgmBJP2,D2JP1,D1NTP1,P折算的惯量:总的惯量:ML31P321P2P1MTOTJDDηJDDηJJJJ²²4²DηmmJ1BL