伺服电机扭矩计算.

课程大纲课程大纲课程大纲课程大纲课程大纲课程大纲课程大纲课程大纲伺服选用伺服选用伺服选用伺服选用伺服使用伺服使用伺服使用伺服使用故障排除故障排除故障排除故障排除伺服选用流程伺服选用流程伺服选用流程伺服选用流程伺服选定伺服选定伺服选定伺服选定注意事项注意事项注意事项注意事项伺服选定伺服选定伺服选定伺服选定计算计算计算计算伺服接线伺服接线伺服接线伺服接线参数调整参数调整参数调整参数调整异常处理异常处理异常处理异常处理回生计算回生计算回生计算回生计算※選用何用何用何用何種馬達1、性能要求：定位、定速、定扭力2、速度要求：高速、低速3、定位要求4、尺寸5、價格马达选用的规格1、马达容量（W）2、马达额定转速（rpm）3、额定扭矩及最大扭矩（N•m）4、转子惯量（kg•㎡）5、是否需要煞车（制动器）6、体积、重量、尺寸※如何如何如何如何選定伺服定伺服定伺服定伺服馬達（（（（1111∕3333））））马达选用考虑因素1、负载机构2、动作模式3、负载速度4、定位精度5、使用环境※如何选定伺服马达（如何选定伺服马达（如何选定伺服马达（如何选定伺服马达（2222∕3333））））减速机构的影响1、回转速度：NM=Nt×R2、扭力：TL=Tℓ×（1÷R）3、惯量（GD2）：GD2L=GD2L×（1÷R）21、负载扭力◎加速扭力≦马达最大扭力◎连续实效负载扭力≦马达额定扭力◎消耗回生电力＜驱动器内回生容量◎负载扭力＜马达额定扭力2、负载惯性矩＜3～5倍马达转子惯性矩3、最大移动速度＜马达最大转速4、负载率在85﹪以下5、马达的扭矩特性※如何选定伺服马达（如何选定伺服马达（如何选定伺服马达（如何选定伺服马达（3333∕3333））））ACACACAC伺服伺服伺服伺服馬達的的的的選用流程（用流程（用流程（用流程（1111∕2222））））伺服機構的確認（含減速比）製作運轉曲線（速度曲線）計算回轉速度計算負載慣量（GDL²）計算負載扭力（TL）選擇伺服馬達負載慣量（GDL²）是否低於馬達轉子慣量的3～5倍1、增加減速機構2、降低瞬間負載慣量（GDL²）3、更改為容量更大的馬達4、變更運轉曲線（速度曲線）YESYESYESYESNONONONO計算加減速扭力（Ta Td）加速扭力（Ta）與負載扭力（TL）合計在瞬間最大扭力（Tmax）以下YESYESYESYESNONONONOACACACAC伺服伺服伺服伺服馬達的的的的選用流程（用流程（用流程（用流程（2222∕2222））））計算實效負載扭力（Trms）實效負載扭力（Trms）在額定扭力（TM）以下YESYESYESYESNONONONO決定使用馬達※机械传动方式机械传动方式机械传动方式机械传动方式1、滚珠螺杆传动2、齿条及小齿轮传动应用场合：短距离移动，高精度齿条小齿轮应用场合：较长距离移动※机械传动方式机械传动方式机械传动方式机械传动方式3、时规皮带传动时规齿轮时规皮带齿应用场合：大型搬运及精密机械4、链条传动应用场合：长距离及高速位移※机械传动方式机械传动方式机械传动方式机械传动方式5、滚轮送料传动送料滚轮直径送料滚轮直径送料滚轮直径送料滚轮直径送料滚轮应用场合：冲床机械定尺寸送料及切割机6、台车传动※运动方向运动方向运动方向运动方向2、水平运动1、旋转运动3、垂直运动通常应用于分度盘通常应用于滚珠螺、齿轮、皮带、链条传动元件通常应用于机械升降轴、机械手臂上下轴※伺服马达容量计算步骤及公式伺服马达容量计算步骤及公式伺服马达容量计算步骤及公式伺服马达容量计算步骤及公式Vℓ速度线TPTLTstatctdtmtcy扭力线1、绘制速度曲线图※伺服马达容量计算步骤及公式伺服马达容量计算步骤及公式伺服马达容量计算步骤及公式伺服马达容量计算步骤及公式2、计算回转速度A、负载端回转速度（Nℓ）Nℓ=依据机械构成而变化B、马达端回转速度（NM）NM=Nℓ×R3、计算负载扭力（TL）TL＝依据机械构成而变化4、计算负载惯量（JL）JL＝依据机械构成而变化※伺服马达容量计算步骤及公式伺服马达容量计算步骤及公式伺服马达容量计算步骤及公式伺服马达容量计算步骤及公式5、计算负载运行能量（Po）Po＝602π×NM×TL6、计算负载启动能量（Pa）Pa＝（×NM）2×602πtaJL7、选定伺服马达条件◎负载扭力（TL）＜马达额定扭力◎Pa＋Po＝1.5～2倍马达额定输出功率◎NM≦马达最大转速◎负载惯量（JL）＜3～5倍马达转子惯量※伺服马达容量计算步骤及公式伺服马达容量计算步骤及公式伺服马达容量计算步骤及公式伺服马达容量计算步骤及公式8、检查所选定的伺服马达A、启动扭力检查（TP）TP＝＋TL启动扭力（TP）＜瞬间最大扭力B、停止扭力检查（TS）Ts＝－TL停止扭力（TS）＜瞬间最大扭力60×ta2π×NM×（JM＋JL）60×td2π×NM×（JM＋JL）※伺服马达容量计算步骤及公式伺服马达容量计算步骤及公式伺服马达容量计算步骤及公式伺服马达容量计算步骤及公式C、实效扭力检查（Trms）Trms＝实效扭力（Trms）＜额定扭力tcyTP2×ta＋TL2×tc＋Ts2×td√※伺服马达容量计算相关公式伺服马达容量计算相关公式伺服马达容量计算相关公式伺服马达容量计算相关公式1、移动量ℓ（m）ℓ=×Vℓ60ta＋2tc＋td2＊当ta＝tdℓ=×（tm－ta）Vℓ602、马达轴回转速度NM（r/min）NM=Nℓ×R60×（TPM－TL）2π×NM×（JM＋JL）3、最小启动时间tam（s）tam=60×（TPM＋TL）2π×NM×（JM＋JL）4、最小制动时间tdm（s）tdm=※负载扭力及负载惯量计算公式负载扭力及负载惯量计算公式负载扭力及负载惯量计算公式负载扭力及负载惯量计算公式1、回转体A、负载扭力TL（N•m）TL＝R×ηTℓB、负载惯量JL（㎏•㎡）实心圆柱空心圆柱L（m）D（m）L（m）D0（m）D1（m）（以马达轴换算回转运动部份的惯量）减速机入力侧的回转运动部份＝×ρ×L×D （实心圆柱）32πJK＝×ρ×L×（D0 －D1 ）（空心圆柱）32π减速机出力侧的回转运动部份JL1＝R2JK＊JL＝JK＋JL11/RNℓJK＝×MK×D281※负载扭力及负载惯量计算公式负载扭力及负载惯量计算公式负载扭力及负载惯量计算公式负载扭力及负载惯量计算公式2、螺杆（水平）A、负载扭力TL（N•m）TL＝2π×R×η9.8×μ×M×PBB、负载惯量JL（㎏•㎡）＊JL＝JK＋JL1＋JL2VℓMμ1/RPB直线运动部份JL2＝M×（）22πRPBC、负载轴回转速度Nℓ（r/min）Nℓ＝PBVℓ※负载扭力及负载惯量计算公式负载扭力及负载惯量计算公式负载扭力及负载惯量计算公式负载扭力及负载惯量计算公式2、螺杆（垂直）A、负载扭力TL（N•m）TL＝2π×R×η9.8×（M－MC）×PBB、负载惯量JL（㎏•㎡）＊JL＝JK＋JL1＋JL2VℓM1/RPB直线运动部份JL2＝（M＋MC）×（）22πRPBC、负载轴回转速度Nℓ（r/min）Nℓ＝PBVℓMC※伺服马达容量选择范例伺服马达容量选择范例伺服马达容量选择范例伺服马达容量选择范例Ex1:负载速度：Vℓ=10m/min伺服马达联轴器直线运动机构滚珠螺杆直线运动机构质量：M=200㎏滚珠螺杆长度：LB=1.4m滚珠螺杆直径：DB=0.04m滚珠螺杆导程：PB=0.01m联轴器质量：Mc=1㎏联轴器外径：Dc=0.06m动作次数：n=40次/min动作距离：ℓ=0.15m动作时间：tm=1.0s以下摩擦系数：μ=0.2机械效率：η=0.85（85﹪）1、速度图Vℓ10速度（m/min）tatdtc1.0tcy时间（s）t===1.5（s）n60□60ta=tdta=tm－=□－＝□（s）Vℓ60×ℓ□60×□tc=□－ta×2=□（s）※伺服马达容量选择范例伺服马达容量选择范例伺服马达容量选择范例伺服马达容量选择范例2、回转速度＊负载端回转速度Nℓ＝＝＝□（r/min）PBVℓ□□＊负载端回转速度NM＝Nℓ×R（直结）=□×□=□（r/min）3、负载扭力TL＝＝＝□（N•m）2π×R×η9.8×μ×M×PB2π×□×□□×□×□×□4、负载惯量＊马达轴换算负载惯量JL＝JB＋JC＋JL1＝□（㎏•㎡）直线运动部份JL1＝M×（）2＝□×（）2=□（㎏•㎡）2πRPB螺杆部份JB＝×ρ×L×D ＝×7.87×10ˉ3×□×（□） 32π32π＝□（㎏•㎡）2π×□□联轴器部份JC＝×MC×D2=×1×（□）2＝□（㎏•㎡）8181※伺服马达容量选择范例伺服马达容量选择范例伺服马达容量选择范例伺服马达容量选择范例5、负载运行能量（Po）Po＝＝＝□（W）602π×NM×TL602π×□×□6、负载启动能量（Pa）Pa＝（×NM）2×＝（×□）2×＝□（W）602πtaJL602π□□7、选定伺服马达条件◎负载扭力（TL）＜马达额定扭力◎Pa＋Po＝1～2倍马达额定输出功率◎NM≦马达最大转速◎负载惯量（JL）＜3～5倍马达转子惯量依条件选定：□※伺服马达容量选择范例伺服马达容量选择范例伺服马达容量选择范例伺服马达容量选择范例选定马达规格（□）◎马达额定输出功率＝□（W）◎马达额定转速＝□（rpm）◎马达额定扭力＝□（N•m）◎瞬间最大扭力＝□（N•m）◎马达转子惯量＝□（㎏•㎡）8、检查所选定的伺服马达A、启动扭力检查（TP）TP＝＋TL＝＋□≒□（N•m）B、停止扭力检查（TS）Ts＝－TL≒□（N•m）60×ta2π×NM×（JM＋JL）60×td2π×NM×（JM＋JL）60×□2π×□×（□＋□）×□※伺服马达容量选择范例伺服马达容量选择范例伺服马达容量选择范例伺服马达容量选择范例C、实效扭力检查（Trms）Trms＝＝≒□（N•m）tcyTP2×ta＋TL2×tc＋Ts2×td√□（□）2×□＋□2×□＋（□）2×□√※外部回生电阻的选定外部回生电阻的选定外部回生电阻的选定外部回生电阻的选定是由负载率负载率负载率负载率，负载负载负载负载inertiainertiainertiainertia，动作波形动作波形动作波形动作波形的三个对象来算出回生电阻之概略值。1、依马达実効负荷率来推定回生容量。P＝（π×TC×NM×Pf2×η）÷（2×60×β）β＝TP÷TC∵Ta=Tp＝β×Tc2、依负载惯量来推定回生容量Ta＝（（2π×NM×（JM＋JL））÷（60×Ta））＋TLTd＝（（2π×NM×（JM＋JL））÷（60×Ta））－TLPf＝Trms÷TCER＝（1÷2）×（JM＋JL）×（2π×NM÷60）2EC＝（1÷2）×C×（VS2－（√2×VC）2）E＝ER×η－ECP＝E÷tcy3、依动作波形来推定回生容量Pf＝Trms÷TCEb＝（1÷2）×2π×NM×TL÷60×TdEC＝（1÷2）×C×（VS2－（√2×VC）2）E＝ER×η－ECP＝E÷tcy※外部回生电阻的选定外部回生电阻的选定外部回生电阻的选定外部回生电阻的选定4、求出回生阻抗值RMIN=VS÷INM’＝√（NM2－（60÷2π）2×2×EC÷（J×η））PMAX＝2π×NM’×Td÷60×ηRMAX＝VS2÷PMAXVS＝□V－－－＞HOVS＝□V－－－＞EOIP＝□A－－－＞HOIP＝□A－－－＞EO※安装方式外部配线安装方式外部配线安装方式外部配线安装方式外部配线encodermotorCN1STrsP1PCPALMOGFGWVUCN2RTBTBRlinefilteralarm外部回生電阻紅白黑綠ALM電源ONMCMC電源OFFMCMCMCNFB電源輸入　ＡＣ　２００／２３０Ｖ單相／三相　５０／６０Ｈｚ（６０　＆　１２０　Ｗ）　ＡＣ　１００／１１５單相　５０／６０Ｈｚ电源与马达连接图※位置命令接线方式位置命令接线方式位置命令接线方式位置命令接线方式PLC24VPGNDDG48PP14PN15A.PLC+24V45PGNDDG48PP14PN15B.（外部电源）HOHOContr