电机选型需要的参数及计算公式

电机选型

一、三相异步电机输出扭矩与电机转速、功率的关系。

1、公式：T=9550P/n此公式为工程上常用的：扭矩；功率；转速三者关系的计算公式。　　式中：T--扭矩；9550--常数（不必追究其来源）；P--电机的功率（KW）；n--输出的转速（转/分）　　

注1：需要注意的是：若通过减速机计算扭矩时，要考虑齿轮传动效率损失的因素。

注2：电流I启=(4~7)I额，扭矩T启=(2~3) T额

2、伺服电机扭矩计算公式:T=F*R*减速比。

例子：带动100kg的物体，R=50mm，减速比为：1：50，求伺服电机的扭矩？答案：100x9.8（重力加速度）x0.05x0.02=1.98N.M

二、电机选型需要计算工作扭矩、启动扭矩、负载转动惯量，其中工作扭矩和启动扭矩最为重要。

1工作扭矩Tb计算：

首先核算负载重量W，对于一般线形导轨摩擦系数μ=0.01，计算得到工作力Fb。

水平行走：Fb=μW

垂直升降：Fb=W

1.1齿轮齿条机构

一般齿轮齿条机构整体构造为电机+减速机+齿轮齿条，电机工作扭矩Tb的计算公式为：

其中D为齿轮直径。

1.2丝杠螺母机构

一般丝杠螺母机构整体构造为电机+丝杠螺母，电机工作扭矩Tb的计算公式为：

其中BP为丝杠导程；η为丝杠机械效率（一般取0.9~0.95，参考下式计算）。

其中α为丝杠导程角；μ’为丝杠摩擦系数（一般取0.003~0.01，参考下式计算）。

其中β丝杠摩擦角（一般取0.17°~0.57°）。

2启动扭矩T计算：

启动扭矩T为惯性扭矩Ta和工作扭矩Tb之和。其中工作扭矩Tb通过上一部分求得，惯性扭矩Ta由惯性力Fa大小决定：

其中a为启动加速度（一般取0.1g~g，依设备要求而定，参考下式计算）。

其中v为负载工作速度；t为启动加速时间。

Ta计算方法与Tb计算方法相同。

3 负载转动惯量J计算：

系统转动惯量J总等于电机转动惯量JM、齿轮转动惯量JG、丝杠转动惯量JS和负载转动惯量J之和。其中电机转动惯量JM、齿轮转动惯量JG和丝杠转动惯量JS数值较小，可根据具体情况忽略不计，如需计算请参考HIWIN丝杠选型样本。下面详述负载转动惯量J的计算过程。

将负载重量换算到电机输出轴上转动惯量，常见传动机构与公式如下：

J：电机输出轴转动惯量（kg·m2）

W：可动部分总重量（kg）

BP：丝杠螺距（mm）

GL：减速比（≥1，无单位）

J：电机输出轴转动惯量（kg·m2）

W：可动部分总重量（kg）

D：小齿轮直径（mm）

链轮直径（mm）

GL：减速比（≥1，无单位）

J：电机输出轴转动惯量（kg·m2）

J1：转盘的转动惯量（kg·m2）

W：转盘上物体的重量（kg）

L：物体与旋转轴的距离（mm）

GL：减速比（≥1，无单位）

4 电机选型总结

电机选型中需引入安全系数，一般应用场合选取安全系数S=2。则电机额定扭矩应≥S·Tb；电机最大扭矩应≥S·T。同时满足负载惯量与电机惯量之间的比值≤推荐值。