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電機(jī)選型：選型基礎(chǔ)知識與容量選擇事例
閱讀：773 發(fā)布時(shí)間：2022-6-27
一、容量選型：基礎(chǔ)知識
牛頓力學(xué)三定律：
1.任何物體都保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，直到受到其它物體的作用力迫使它改變這種狀態(tài)為止。
2.物體在受到合外力的作用會(huì)產(chǎn)生加速度，加速度的方向和合外力的方向相同，加速度的大小正比于合外力的大小與物體的慣性質(zhì)量成反比。
3.兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力，在同一條直線上，大小相等，方向相反。
由外力求得轉(zhuǎn)距的方法
轉(zhuǎn)距＝力×半徑 ＝力×［１轉(zhuǎn)的移動(dòng)量／（２×π）］ ＝力×［周長／（２×π）］
＝力×［導(dǎo)程／（２×π）］
何為慣量？
加速轉(zhuǎn)矩＝半徑×質(zhì)量×加速度
加速度＝速度V／時(shí)間加速轉(zhuǎn)矩＝半徑×質(zhì)量×速度Ｖ／時(shí)間
速度Ｖ＝距離／時(shí)間
＝半徑×角度／時(shí)間 ＝半徑×角速度
加速轉(zhuǎn)矩 ＝半徑×質(zhì)量×半徑×角速度／時(shí)間
＝半徑２×質(zhì)量×角加速度
半徑^２×質(zhì)量 就是它的慣量
轉(zhuǎn)動(dòng)慣量定義為：J=∑ mi*ri^2 （1）式中mi表示剛體的某個(gè)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量，ri表示該質(zhì)點(diǎn)到轉(zhuǎn)軸的垂直距離。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是表征剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣性大小的物理量,它與剛體的質(zhì)量、質(zhì)量相對于轉(zhuǎn)軸的分布有關(guān)。剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是由質(zhì)量、質(zhì)量分布、轉(zhuǎn)軸位置三個(gè)因素決定的。(2) 同一剛體對不同轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)不同,凡是提到轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,必須指明它是對哪個(gè)軸的才有意義。
慣量轉(zhuǎn)換
伺服選型基本要素：轉(zhuǎn)矩、速度、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
功率、轉(zhuǎn)矩、速度關(guān)系：
P = N*T ÷9549.3
額定轉(zhuǎn)速之下，恒轉(zhuǎn)矩輸出；額定轉(zhuǎn)速之上，恒功率輸出
(式中P: 功率，單位為kW; N電機(jī)額定轉(zhuǎn)速，單位為RPM; T: 額定轉(zhuǎn)矩，單位為N.m)。
例如：某電機(jī)的功率為200W,額定轉(zhuǎn)速3000RPM,請問其額定轉(zhuǎn)矩 為多 大？由以上公式得：
T=(9549.3 * P) ÷N=((9549.3 *0.2) ÷3000=0.64 Nm
舉例：
1.此裝置為垂直軸，總質(zhì) 量為20kg
2.滾軸絲杠的導(dǎo)程40mm
3.移動(dòng)移動(dòng)距離為300mm
4.速度為500mm/s
二、選定事例
后來客戶設(shè)計(jì)時(shí)把 機(jī)械質(zhì)量的增大20kg→30kg
該怎么辦？
是否要選擇容量更大的馬達(dá)？
不需要
因?yàn)轳R達(dá)的額定速度是3000rpm，滾軸絲杠的導(dǎo)程是40mm，這樣線速度可以達(dá)到2000mm/s。
而實(shí) 際客戶只需要500mm/s的速度，因此可以把導(dǎo)程改為10mm
三、事例總結(jié)：
1.滾軸絲杠的導(dǎo)程在移動(dòng)速度滿足的條件下盡量選小的。
2.馬達(dá)的轉(zhuǎn)速不要比額定速度小太多，為額定轉(zhuǎn)速的90％左右。
牛頓力學(xué)三定律：
1.任何物體都保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，直到受到其它物體的作用力迫使它改變這種狀態(tài)為止。
2.物體在受到合外力的作用會(huì)產(chǎn)生加速度，加速度的方向和合外力的方向相同，加速度的大小正比于合外力的大小與物體的慣性質(zhì)量成反比。
3.兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力，在同一條直線上，大小相等，方向相反。
由外力求得轉(zhuǎn)距的方法
轉(zhuǎn)距＝力×半徑 ＝力×［１轉(zhuǎn)的移動(dòng)量／（２×π）］ ＝力×［周長／（２×π）］
＝力×［導(dǎo)程／（２×π）］
何為慣量？
加速轉(zhuǎn)矩＝半徑×質(zhì)量×加速度
加速度＝速度V／時(shí)間加速轉(zhuǎn)矩＝半徑×質(zhì)量×速度Ｖ／時(shí)間
速度Ｖ＝距離／時(shí)間
＝半徑×角度／時(shí)間 ＝半徑×角速度
加速轉(zhuǎn)矩 ＝半徑×質(zhì)量×半徑×角速度／時(shí)間
＝半徑２×質(zhì)量×角加速度
半徑^２×質(zhì)量 就是它的慣量
轉(zhuǎn)動(dòng)慣量定義為：J=∑ mi*ri^2 （1）式中mi表示剛體的某個(gè)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量，ri表示該質(zhì)點(diǎn)到轉(zhuǎn)軸的垂直距離。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是表征剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣性大小的物理量,它與剛體的質(zhì)量、質(zhì)量相對于轉(zhuǎn)軸的分布有關(guān)。剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是由質(zhì)量、質(zhì)量分布、轉(zhuǎn)軸位置三個(gè)因素決定的。(2) 同一剛體對不同轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)不同,凡是提到轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,必須指明它是對哪個(gè)軸的才有意義。
慣量轉(zhuǎn)換
伺服選型基本要素：轉(zhuǎn)矩、速度、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
功率、轉(zhuǎn)矩、速度關(guān)系：
P = N*T ÷9549.3
額定轉(zhuǎn)速之下，恒轉(zhuǎn)矩輸出；額定轉(zhuǎn)速之上，恒功率輸出
(式中P: 功率，單位為kW; N電機(jī)額定轉(zhuǎn)速，單位為RPM; T: 額定轉(zhuǎn)矩，單位為N.m)。
例如：某電機(jī)的功率為200W,額定轉(zhuǎn)速3000RPM,請問其額定轉(zhuǎn)矩 為多 大？由以上公式得：
T=(9549.3 * P) ÷N=((9549.3 *0.2) ÷3000=0.64 Nm
舉例：
1.此裝置為垂直軸，總質(zhì) 量為20kg
2.滾軸絲杠的導(dǎo)程40mm
3.移動(dòng)移動(dòng)距離為300mm
4.速度為500mm/s
二、選定事例
后來客戶設(shè)計(jì)時(shí)把 機(jī)械質(zhì)量的增大20kg→30kg
該怎么辦？
是否要選擇容量更大的馬達(dá)？
不需要
因?yàn)轳R達(dá)的額定速度是3000rpm，滾軸絲杠的導(dǎo)程是40mm，這樣線速度可以達(dá)到2000mm/s。
而實(shí) 際客戶只需要500mm/s的速度，因此可以把導(dǎo)程改為10mm
三、事例總結(jié)：
1.滾軸絲杠的導(dǎo)程在移動(dòng)速度滿足的條件下盡量選小的。
2.馬達(dá)的轉(zhuǎn)速不要比額定速度小太多，為額定轉(zhuǎn)速的90％左右。
3.設(shè)計(jì)變更后要重新做容量計(jì)算。
