三菱交流伺服电机的选择.doc

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1、三菱交流伺服电机的选择杨世方基本理论对伺服驱动来讲，应当首先考虑的是：1，最大速度或最大转矩下所需的功率2，启动、停止过渡过程中所通的功率而对伺服电机来讲，由于其使用目的主要还在于后者，即主要是根据负载加减速时所需要的动力（功率）来决定马达大小，因此主要依据是：（1）负载的惯性大小（2）合理选取传动比电机选取则主要依据功率速率（比功率）下面看一个选取例：MηαMαLJLTLJMTM符号说明：TM：电动机轴上所需的电机扭矩[N-m]JM:电动机轴上的电机转动惯量[kg-m2](=GD2/4)R：传动比

2、R〉1减速R=1等速R<1增速η：传动效率≤1TL：负载轴扭矩[N-m]JL：负载轴上的负载的转动惯量[kg-m2]千克米2αL：负载轴角加速度αM：经过传动比为R的传动，为使负载轴得到角加速度αL在电机轴上的角加速度αMαM=RαL起动时所需电机转矩TM为下列几相之和（1）用于电机本身加速的加速转矩T1[N-m]（2）使负荷加速的转矩T2[N-m]（3）为使负载轴（经过传动装置）得到转矩TL所需要的转矩T3[N-m]T2和T3不同，T3是正常运行时所需转矩则：T1=JM·αM=JM·R·αL根据，

3、η·R·T2=JL·αL（牛顿定律）负载加速转矩：T2=（JL·αL）/η·R正常运行时电机提供转矩：T3=TL/η·R电机起动转矩TM≥T1+T2+T3≥JM·R·αL+{（JL·αL）+TL/η·R}---------(1)对上式右侧求R的偏微分，并使其等于零，即可求得（1）式右变最小值时的R0∂TM/∂R=0R0=(JL·αL+TL)/JM·αL·η------------------（2）R0称为最佳传动比，就是能使TM最小的传动比，选取这个传动比，电机所需的起动矩扭最小。若将R0值（2）代

4、如（1）式，求得起动扭矩T3:TM≥2{JM·αL(JL·αL+TL)}/η--------------------（3）启动后电机就以一定的速度运行，此时所需转矩T0=TL/R0·η-------------------------------------（4）在反复进行起动、运行、停止、操作时电动机必须这样来选择，使电机连续输出转矩大于各阶段所需转矩的均方根值。社电机起动停止时间相同（参考下图）电机的转据均方根值为TRMS,则：TRMS=(2Ta2·ta+T02·tb)/t-----------

5、----------------------------------------（5）WLtatc时间tbTaTaT0对式（5）平方，再除以JM（注意，这一步很有意义，并注意它的量纲）TM2/JM≥TRMS2/JM=1/JM·t{2Ta2·ta+T02·tb}----------------------------------------（6）再将（3）、（4）式代入（6）式可得：TRMS2/JM=1/tη{8αL（JL·αL+TL）ta+（TL2·αL）/（JL·αL+TL）·tb}-------

6、----------------------------------------------------------------------------------------------------------（7）根据（7）式右侧负载条件进行计算，就可选取伺服电机。在对某些变量定义：加速转矩：TA=JLαL[Kg-m]负载转矩：TL=TL/9.8[Kg-m]最大转居（峰值转矩）：TP=TA=TL[Kg-m]负载轴转速：NL=60/2л·αL·tL[rpm]将这些条件代入（7）式，并将绝对单位化成

7、重力单位系统PRL=NL/973·ta·t（8TPTa+TL2/TP·tb）[kw/s]--------------------------（8）（8）式称为比功率，或叫做功率速率，它反映了电机在单位时间内所能提供的加速扭矩的能力。三菱伺服电机样本中都提供了这一重要参数，很多人不明白，也未重视。现在我将此式的意义再详细讲解一下：在中学就学过这样的关系：f=maa=f/mfa=fv/t=P/t=f2/m-----------------------------------------直线运动中的比功率

8、在旋转系统中，J=Tα,Jα=J2/T----------------------------------旋转系统中的比功率现在，根据实例学会选择，伺服电机选取步骤如下：（1）掌握负载形式·负载惯量·负载转矩·负载因数（2）功率速率计算（比功率/功率比计算）根据（8）式计算，选择比功率大的伺服电机。（3）传动比计算·最佳传动比的计算根据（2）式计算最佳传动比R0=(JL·αL+TL)/JM·αL·η=（TA+TL）/(GDM2·NL/375·ta)·η式中：JM·αL