机械社区

 找回密码
 注册会员

QQ登录

只需一步,快速开始

搜索
查看: 9973|回复: 44

设计中电机选择的个人经验(四)

[复制链接]
发表于 2016-8-27 10:34:32 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 未来第一站 于 2016-8-27 12:58 编辑

    社友中很多初学者对伺服电机及惯量匹配比较关心,今天我来给大家详细整理一下,时间仓促,必有疏漏,这已是第四篇了,长期积累所得,有心人耐下心来看吧!
    数控机床中交流伺服电机的选择原则及容量计算
    伺服电动机主要用于位置和速度控制系统中,其动力选择除了考虑电动机的功率与扭矩参数外,还要考虑系统的转动惯量匹配问题,一般选择伺服电动机主要从下面四个方面考虑:
    1 负荷转矩;
    2负载转动惯量;
    3 加速/减速时间;
    4 运行模式。
    1,电动机的最高转速 电动机选择首先依据机床等被驱动部件的快速行程速度。快速行程的电动机转速应严格控制在电动机的额定转速之内。
    2,转动惯量匹配原则 负载惯量对电动机的控制特性和快速移动的加/减速时间有很大的影响。负载惯量增加时,计算机发出指令到伺服电动机执行完毕之间的时间就长,即指令变化后,需要较长的时间达到新指令指定的速度。若机床沿着两个轴高速运动加工圆弧等曲线,会造成较大的加工误差。若负载惯量为电动机的3倍以上,则电动机的控制特性就会降低,若为5倍以上则电动机的可操控性大大下降;反之,负载惯量若小于或等于电动机的惯量时,则不会出现上述问题。
    了保证系统的反应灵敏性和满足系统的稳定性要求,负载惯量JL应限制在2.5~5倍的电动机惯量JM之内,即:
1-1.png
    3,空载转矩  机床等设备无负载运行时,加在电动机上的力矩应小于电动机的连续额定力矩的50%以下。否则,在切削或加/减速时电动机就可能过热。
    4,负载转矩  在正常工作状态下,负载转矩Tms不超过电动机额定转矩TMS的80%~90%
    下面我给大家给出了常见传动机构的转动惯量及转矩换算公式。
2.png

3.png


5.png


4.png

    根据系统的减速比、电动机轴的负载转矩和转速,按一下公式初选电动机功率PZ:
1-2.png
    式中  TL—对电动机轴换算的负载转矩,N•m;
         n—伺服电动机额定转速,r/min;
         η—传动系统的总效率。
    5,核算加速减速时间对初选电动机根据机型系统的要求,加速度时间必须小于机械系统要求值。通常,负载力矩能够帮助电动机减速,因此,如果加速能在允许时间内完成,减速也可在相同的时间内完成,因此只需核算加速时间或转矩即可。加速/减速时间及转矩计算公式如下。
6.png
    上图中的惯性矩指转动惯量

    若TL大于初选电动机的额定转矩,但小于电动机的瞬时最大转矩(5~10倍额定转矩),也可以认为电动机初选合适。
    不同工作方式时的热校核计算  当电动机工作在频繁地定位、加/减速以及负载波动工作情况时会使电动机发热,所以要计算一个工作周期的负载力矩的均方根值Trms,并使其小于电动机的额定力矩。
    因为不同工况下出现的参数不同下面这个公式比较通用。
    一个循环周期的负载力矩的均方根值计算公式为:
7.png
    当Trms≤Te,即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

    最后在伺服电动机容量选择时我们尽量考虑到
    1在允许范围内,将加速/减速时间加长一些;
    2延长运转频率(增加循环时间长度);
    3当旋转速度有余量时,加大减速比;
    4加大电动机容量;
    5当升降机械停止时间长时,加机械制动;
    6在高频率运行时,尽量加大减速比,减小惯性矩。

   
个人意见   仅供参考   版权社区所有      谢绝转载     机械ant      2016/8/27







评分

参与人数 1威望 +100 收起 理由
大君 + 100

查看全部评分

回复

使用道具 举报

发表于 2016-8-27 11:33:51 | 显示全部楼层
都是心得体会!
感谢楼主分享!
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2016-8-27 11:52:45 | 显示全部楼层
坚持看完了,有收获,谢谢分享。
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2016-8-27 11:56:10 | 显示全部楼层
感谢楼主
回复

使用道具 举报

发表于 2016-8-27 11:58:18 | 显示全部楼层
干货。值得拥有
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2016-8-27 13:27:52 | 显示全部楼层
太赞了!自己手写公式,楼主用心良苦!
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2016-8-27 13:58:06 | 显示全部楼层
都看完了,期待楼主的第三部分补充完整哈,还有,若是有具体的实例就最好了,哈哈
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2016-8-27 15:05:05 | 显示全部楼层
必须顶。。。。
回复

使用道具 举报

发表于 2016-8-27 20:43:10 | 显示全部楼层
不错
回复

使用道具 举报

发表于 2016-8-28 08:26:17 | 显示全部楼层
本帖最后由 淡然 于 2016-8-28 08:28 编辑

非常感谢楼主的续集,对伺服电机的选型很有帮助。我有一个疑问:如果我算出来的执行件的转动惯量,大于电机转动惯量的5倍,我该怎么解决这个问题?是把伺服电机选大一个型号吗?谢谢!另外,普通电机是否不需要考虑这些问题?

点评

LZ最后那六点就是针对你的疑问写出来的  详情 回复 发表于 2016-8-30 22:42
加个减速机也行啊。普通电机没见过需要的, 反正说明书要校核什么我就搞什么。  发表于 2016-8-29 08:32
回复 支持 反对

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册会员

本版积分规则

小黑屋|手机版|Archiver|机械社区 ( 京ICP备10217105号-1,京ICP证050210号,浙公网安备33038202004372号 )

GMT+8, 2024-3-29 00:56 , Processed in 0.066796 second(s), 24 queries , Gzip On.

Powered by Discuz! X3.4 Licensed

© 2001-2017 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表