電機(jī)力矩計(jì)算

1、電機(jī)扭矩計(jì)算電機(jī)力矩的定義：垂直方向的力*到旋轉(zhuǎn)中央的距離1、電動(dòng)機(jī)有一個(gè)共同的公式：P=M*N/9550P為功率,M為電機(jī)力矩也稱扭矩,N為電機(jī)轉(zhuǎn)速,當(dāng)M和N都為額定值時(shí),電機(jī)的功率也是額定功率,額定是指電機(jī)能夠長期工作的極限值2、瞬態(tài)扭矩是指電機(jī)在負(fù)載變化、速度變化時(shí)出現(xiàn)的過渡值,和額定沒有關(guān)系,具體說,這個(gè)值可以超過額定扭矩,如果此時(shí)電機(jī)速度為額定時(shí),電機(jī)可能會(huì)出現(xiàn)功率過載,這個(gè)過載只能持續(xù)很短的時(shí)間,這個(gè)時(shí)間取決于電機(jī)設(shè)計(jì).3、變頻器的功率一般要大于等于三相異步電動(dòng)機(jī),但這還不夠,還需要變頻器輸出的額定電流和過載電流都要大于等于電機(jī)所需的額定值或最大值,以保證電機(jī)能出足夠的力矩額定和瞬

2、態(tài)力矩,否那么可能出現(xiàn)變頻器無法帶動(dòng)電機(jī)和負(fù)載的情況.步進(jìn)電機(jī)是一種能將數(shù)字輸入脈沖轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)或直線增量運(yùn)動(dòng)的電磁執(zhí)行元件.每輸入一個(gè)脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)軸步進(jìn)一個(gè)步距角增量.電機(jī)總的回轉(zhuǎn)角與輸入脈沖數(shù)成正比例,相應(yīng)的轉(zhuǎn)速取決于輸入脈沖頻率步進(jìn)電機(jī)是機(jī)電一體化產(chǎn)品中關(guān)鍵部件之一,通常被用作定位限制和定速限制.步進(jìn)電機(jī)慣量低、定位精度高、無累積誤差、限制簡單等特點(diǎn).廣泛應(yīng)用于機(jī)電一體化產(chǎn)品中,如：數(shù)控機(jī)床、包裝機(jī)械、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、復(fù)印機(jī)、 機(jī)等.選擇步進(jìn)電機(jī)時(shí),首先要保證步進(jìn)電機(jī)的輸出功率大于負(fù)載所需的功率.而在選用功率步進(jìn)電機(jī)時(shí),首先要計(jì)算機(jī)械系統(tǒng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩,電機(jī)的矩頻特性能滿足機(jī)械負(fù)載并有一定的余量

3、保證其運(yùn)行可靠.在實(shí)際工作過程中,各種頻率下的負(fù)載力矩必須在矩頻特性曲線的范圍內(nèi).一般地說最大靜力矩Mjmax大的電機(jī),負(fù)載力矩大.選擇步進(jìn)電機(jī)時(shí),應(yīng)使步距角和機(jī)械系統(tǒng)匹配,這樣可以得到機(jī)床所需的脈沖當(dāng)量.在機(jī)械傳動(dòng)過程中為了使得有更小的脈沖當(dāng)量,一是可以改變絲桿的導(dǎo)程,二是可以通過步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動(dòng)來完成.但細(xì)分只能改變其分辨率,不改變其精度.精度是由電機(jī)的固有特性所決定.選擇功率步進(jìn)電機(jī)時(shí),應(yīng)當(dāng)估算機(jī)械負(fù)載的負(fù)載慣量和機(jī)床要求的啟動(dòng)頻率,使之與步進(jìn)電機(jī)的慣性頻率特性相匹配還有一定的余量,使之最高速連續(xù)工作頻率能滿足機(jī)床快速移動(dòng)的需要.選擇步進(jìn)電機(jī)需要進(jìn)行以下計(jì)算：(1)計(jì)算齒輪的減速比根據(jù)

4、所要求脈沖當(dāng)量,齒輪減速比i計(jì)算如下:i=(|).S)/(360.A)(1-1)式中小-步進(jìn)電機(jī)的步距角(o/脈沖)S-絲桿螺距(mm)A-(mm/脈沖)(2)計(jì)算工作臺(tái),絲桿以及齒輪折算至電機(jī)軸上的慣量Jt.Jt=J1+(1/i2)(J2+Js)+W/g(S/2兀)2(1-2)式中Jt-折算至電機(jī)軸上的慣量(Kg .s2)J1、J2-齒輪慣量(Kg .s2)Js-絲桿慣量(Kg .s2)W-工作臺(tái)重量(N)S-絲桿螺距(cm)(3)計(jì)算電機(jī)輸出的總力矩MM=Ma+Mf+Mt(1-3)Ma=(Jm+Jt).n/TX1.02X102(1-4)式中Ma-電機(jī)啟動(dòng)加速力矩(N.m)Jm、Jt-電機(jī)自

5、身慣量與負(fù)載慣量(Kg .s2)n-電機(jī)所需到達(dá)的轉(zhuǎn)速(r/min)T-電機(jī)升速時(shí)間(s)Mf=(u.W.s)/(2ttn)X102(1-5)Mf-導(dǎo)軌摩擦折算至電機(jī)的轉(zhuǎn)矩(N.m)u-摩擦系數(shù)T-傳遞效率Mt=(Pt.s)/(2ttii)xi02(1-6)Mt-切削力折算至電機(jī)力矩(N.m)Pt-最大切削力(N)(4)負(fù)載起動(dòng)頻率估算.數(shù)控系統(tǒng)限制電機(jī)的啟動(dòng)頻率與負(fù)載轉(zhuǎn)矩和慣量有很大關(guān)系,其估算公式為fq=fq0(1-(Mf+Mt)/Ml)-(1+Jt/Jm)1/2(1-7)式中fq-帶載起動(dòng)頻率(Hz)fq0-空載起動(dòng)頻率Ml-起動(dòng)頻率下由矩頻特性決定的電機(jī)輸出力矩(N.m)假設(shè)負(fù)載參數(shù)無

6、法精確確定,那么可按fq=1/2fq0進(jìn)行估算.(5)運(yùn)行的最高頻率與升速時(shí)間的計(jì)算.由于電機(jī)的輸出力矩隨著頻率的升高而下降,因此在最高頻率時(shí),由矩頻特性的輸出力矩應(yīng)能驅(qū)動(dòng)負(fù)載,并留有足夠的余量.(6)負(fù)載力矩和最大靜力矩Mmax.負(fù)載力矩可按式(1-5)和式(1-6)計(jì)算,電機(jī)在最大進(jìn)給速度時(shí),由矩頻特性決定的電機(jī)輸出力矩要大于Mf與Mt之和,并留有余量.一般來說,Mf與Mt之和應(yīng)小于(0.20.4)Mmax.步進(jìn)電機(jī)和交流伺服電機(jī)是運(yùn)動(dòng)限制系統(tǒng)中最常用的兩種執(zhí)行電動(dòng)機(jī).在電機(jī)選型過程中,必須首先計(jì)算出負(fù)載通過機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)電機(jī)軸的折算扭矩(T折),下面就幾中常見的機(jī)械傳動(dòng)方式介紹折算扭矩(

7、T折)的計(jì)算過程.1、重物提升丁折二(mXgXD)/(2Xi)N.m2、絲杠螺母傳動(dòng)丁折=1/I(Fxt)/(2X兀x+Tb)N.mF=F0+mgN3、同步帶或齒輪齒條傳動(dòng)T折=(FXD)/(2Xix力N.mF=F0+pmgN應(yīng)用情況,步進(jìn)電機(jī)要拉動(dòng)橫梁沿垂直導(dǎo)軌上下運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)速度為100mm/s,需要計(jì)算步進(jìn)電機(jī)的扭矩.牽引力計(jì)算：假設(shè)橫粱重100kg,負(fù)載重100kg,電機(jī)及其他重50kg那么提升這些重物需要的牽引力為：250kg*10=2500N由于橫梁及負(fù)載重力產(chǎn)生的橫向力矩?cái)D壓立柱,從而產(chǎn)生的摩擦力.設(shè)擠壓力為為橫粱上下寬度),得出P,那么有力矩平衡100*10*2+100*10*1

8、-50*10*0.5=P*0.5(0.5P=5500N假設(shè)摩擦系數(shù)為0.02,那么摩擦力f=5500*0.02=110N那么為了拉動(dòng)橫梁上下運(yùn)動(dòng),需要的牽引力FF=2500+110=2610N根據(jù)公式P=F*V=2610*0.1=261W,即電機(jī)至少需要261w=0.261kw扭矩計(jì)算：提升速度為100mm/s,即電機(jī)齒輪線速度為0.1m/s,電機(jī)齒輪直徑30mm,那么電機(jī)轉(zhuǎn)速約：1.06r/s,約65r/min假設(shè)電機(jī)軸直接帶齒輪,那么T=9950*P/n=9950*0.261/65M0N*m請(qǐng)問這樣的計(jì)算方法對(duì)嗎對(duì)于普通電機(jī)如果對(duì)的話,對(duì)于步進(jìn)電機(jī)還對(duì)嗎扭矩的計(jì)算,其實(shí)就是說你的電機(jī)所帶的齒輪產(chǎn)生的扭矩,能夠克服重力加上摩擦力產(chǎn)生的力矩.所以,根據(jù)你上面的計(jì)算,電機(jī)的扭矩應(yīng)為：重力(250KgX10X+110)X(30/2)=39.15NM約為40NM.如果怕不夠用的話,可以在這個(gè)根底上增加50%的力矩,也就是40*1.5=60NM50mrr2000m