额定功率、额定转速和额定转矩 惯量和力矩
伺服电机选型计算公式
【伺服电机基本三要素】1、转数N：根据客户实际要求，对于同等功率电机可选配不同转数电机，一般来说，转数越低，价格越便宜。
2、扭矩T：必须满足实际需要，但是不需要像步进电机那样留有过多的余量。
3、惯量J：根据现场要求选用不同惯量的电机，如机床行业一般选用大惯量的伺服电机。
【伺服电机功率基本计算】输出功率P = 0.1047*N*T式中N为旋转速度，T为扭矩。
旋转速度基本为3000转。
扭矩T = r*M*9.8式中r为轴半径，M为物体重量。
【伺服电机功率选择要点】电动机的功率，应根据生产机械所需要的功率来选择，尽量使电动机在额定负载下运行。
如果电动机功率选得过小，就会出现“小马拉大车”现象，造成电动机长期过载，使其绝缘因发热而损坏。
甚至电动机被烧毁。
如果电动机功率选得过大，就会出现“大马拉小车”现象，其输出机械功率不能得到充分利用，功率因数和效率都不高，不但对用户和电网不利。
而且还会造成电能浪费。
【伺服电机功率实际选型计算方法】1、要正确选择电动机的功率，必须经过以下计算或比较：功率P = F*V /1000 (P=计算功率KW，F=所需拉力N，V=工作机线速度M/S)2、对于恒定负载连续工作方式，可按下式计算所需电动机的功率：P1(kw)：P=P/n1n2式中n1为生产机械的效率；n2为电动机的效率，即传动效率。
按该公式求出的功率P1，不一定与产品功率相同。
因此，所选电动机的额定功率应等于或稍大于计算所得的功率。
3、用类比法来选择电动机的功率：所谓类比法，就是与类似生产机械所用电动机的功率进行对比。
具体做法是：了解本单位或附近其他单位的类似生产机械使用多大功率的电动机，然后选用相近功率的电动机进行试车。
试车的目的是验证所选电动机与生产机械是否匹配。
验证的方法是：使电动机带动生产机械运转，用钳形电流表测量电动机的工作电流，将测得的电流与该电动机铭牌上标出的额定电流进行对比。
如果电功机的实际工作电流与铭脾上标出的额定电流上下相差不大。
安川伺服电机
伺服驱动-∑-Ⅴ系列
∑-Ⅴ系列（耐环境型）
新型耐环境型伺服电机，具有配线可靠、防油、防尘等优点
伺服电机SGMJV额定值和规格
连续
耐热等级：
BHale Waihona Puke 振动等级：V15绝缘耐压：
AC1500V 1分钟
绝缘电阻：
DC500V，10MΩ以上
保护方式：
全封闭自冷式IP65（轴贯通部分除外）
使用环境温度：
0～40°C
（注）
1反复使用区域中的实线表示三相200V、单相230V输入时的特性；虚线表示单相200V输入时的特性。
2反复区域的特性会因电源电压而变动。
3若反复使用时的有效转矩在额定转矩以内，则可在反复使用区域内使用。
4对于超过20m的伺服电机主回路电缆，其电压将会增大，反复使用区域会变窄，敬请注意
0.0655
(0.0812)
0.259
(0.323)
0.442
(0.506)
1.57
(1.74)
额定功率变化率*1
kW/s
15.2
15.7
36.5
36.3
额定角加速度*1
rad/s2
47800
24600
28800
15200
配套伺服单元
SGDV-
R90A
1R6A
2R8A
5R5A
*1：
这些项目及转矩-转速特性值是与SGDV型伺服单元组合后运行时，电枢线圈温度为100°C时的值。其他是在20°C时的值。
2080不得结露电压200v伺服电机型号sgmjv01a02a04a08a额定输出1100200400750额定转矩1203180637127239瞬时最大转矩1111223446836额定电流1arms084162747瞬时最大电流1arms295893169额定转速1min13000最高转速1min16000转矩参数nmarms0413043505120544转子转动惯量104kgm200655008120259032304420506157174额定功率变化率1kws152157365363额定角加速度1rads247800246002880015200配套伺服单元sgdvr90a1r6a2r8a5r5a这些项目及转矩转速特性值是与sgdv型伺服单元组合后运行时电枢线圈温度为100c时的值
力矩如何计算及实例
力矩如何计算及实例（原创版）目录1.力矩的定义及作用2.力矩的计算方法3.力矩的实例应用4.结论正文力矩是物理学中的一个重要概念，它描述了力对物体产生转动作用的程度。
力矩的作用主要体现在改变物体的旋转运动状态，例如使物体加速旋转或者改变物体的旋转方向等。
本文将从力矩的定义及计算方法入手，结合实例应用，详细地介绍力矩的相关知识。
一、力矩的定义及作用力矩是一个矢量量，它的大小等于力乘以力臂，即 M=F×r。
其中，M 表示力矩，F 表示作用在物体上的力，r 表示力作用点到物体旋转轴的距离。
力矩的单位是牛顿米（N·m）或者千克米（kg·m）。
力矩的作用主要体现在改变物体的旋转运动状态。
例如，在机械传动系统中，力矩可以克服阻力、摩擦等因素，使机械设备顺利地进行旋转运动。
此外，力矩还可以用来衡量物体的负载能力，即物体在受到力的作用下能够承受的扭矩大小。
二、力矩的计算方法力矩的计算方法通常有两种：一种是根据定义直接计算，另一种是根据转动惯量计算。
1.根据定义直接计算根据力矩的定义，我们可以直接通过计算力与力臂的乘积来得到力矩。
具体地，假设有一个力 F 作用在距离旋转轴 r 的位置，那么该力的力矩M 就等于 F 乘以 r，即 M=F×r。
2.根据转动惯量计算另一种计算力矩的方法是根据转动惯量进行计算。
转动惯量是物体在受到力矩作用下产生旋转运动的惯性大小。
具体地，假设有一个圆柱形物体，其质量为 m，半径为 r，那么该物体的转动惯量 J 就等于 1/2×m×r。
当该物体受到一个力矩 M 的作用时，可以根据以下公式计算物体的角加速度α：M=J×α。
然后，可以根据物体的转动惯量和角加速度计算出物体的旋转速度ω：ω=α×r/3.14。
最后，可以根据旋转速度和力矩计算出物体受到的力 F：F=M/r。
三、力矩的实例应用力矩在实际应用中具有广泛的应用，下面我们通过一个具体的实例来说明力矩的计算方法。
禾川外部轴电机参数及尺寸20210512
功率kW 1000额定转速r/min3000最大转速r/min6000额定转矩N·m 3.185最大转矩N·m11.13堵转转矩N·m 3.185额定电流A 3.6转动惯量×10-4kg·m2 2.1驱动电压V380
重量Kg
耐热温度F
瞬时最大电流A11
功率kW2000额定转速r/min3000最大转速r/min5000额定转矩N·m 6.37最大转矩N·m19.1堵转转矩N·m 6.37额定电流A 6.3转动惯量×10-4kg·m2 4.01驱动电压V380
重量Kg
耐热温度F
瞬时最大电流A19
功率kW3000额定转速r/min3000最大转速r/min5000额定转矩N·m9.55最大转矩N·m28.6堵转转矩N·m9.55额定电流A10.5转动惯量×10-4kg·m222驱动电压V380禾川1000W电机
3000w 禾川2000W电机
1000w
2000w
禾川3000W电机
重量Kg
耐热温度F
瞬时最大电流A32
功率kW5000额定转速r/min2000最大转速r/min4000额定转矩N·m23.9最大转矩N·m71.6堵转转矩N·m31额定电流A21转动惯量×10-4kg·m2166.6驱动电压V380
重量Kg
耐热温度F
瞬时最大电流A70禾川5000W电机
5000w。
伺服电机选型方法
变频器 | 伺服系统 | PLC | 机器人 | 轨道交通 | 新能源
丝杠、联轴器、皮带轮、齿轮、转盘等机构的惯量通常按圆筒近似计算， 收放卷机构的惯量也可按该公式计算，但必须考虑收放卷时由于卷伺服系统 | PLC | 机器人 | 轨道交通 | 新能源
丝杠传动时，总惯量为负载的惯量和丝杠惯量的和。
变频器 | 伺服系统 | PLC | 机器人 | 轨道交通 | 新能源
变频器 | 伺服系统 | PLC | 机器人 | 轨道交通 | 新能源
1：线速度折算到电机轴端的转速 最小卷径时：N1=L /（πDmin）*60*i=1.6/(3.14*0.2)*60*10=1528rpm 最大卷径时：N2=L /（πDmax）*60*i=1.6/(3.14*0.6)*60*10=509rpm
变频器 | 伺服系统 | PLC | 机器人 | 轨道交通 | 新能源
同步带/皮带传动、链条传动、齿轮齿条传动、滚筒等机构，其惯量计算 均采用该公式，总惯量为负载惯量与皮带轮（链轮/齿轮/滚筒）惯量的和。
变频器 | 伺服系统 | PLC | 机器人 | 轨道交通 | 新能源
为方便后续计算，负载惯量计算完成后，需转换到电机轴端的惯量。 直连系统中，负载惯量和电机轴端的惯量相等，当负载经过减速机构后 再传递到电机轴的场合，负载惯量与电机轴端惯量，和减速机构的减速比的 平方成反比关系。
总惯量J＝伺服电机转子惯量JM ＋ 电机轴换算的负载惯性动量JL。当 电机选定以后，JM即为确定值，而负载惯量JL会随着运行状态的变化而变 化，如果希望总惯量J变化率小一些，最好使JM在整个系统中的占比大一些， 这就是通俗意义上的惯量匹配。
通常我们用惯量比，即负载惯量和电机转子惯量的比值来进行惯量匹配。
埃斯顿伺服名词解释
埃斯顿伺服电机名词解释功率：表示电机在单位时间内，在一定的转速下，输出一定的转矩所做的功。
表达式如下：式中：P—机械功率（单位：W），n—转速（单位：转/分），T—转矩（单位：Nm）。
电机的机械输出功率和电机的转速、转矩紧密相关，指定功率时还必须要说明转速或转矩中任一个指标。
由于步进电机的输出转矩随转速的变化而变化，所以，步进电机没有一个确定的功率指标。
伺服驱动器对伺服电机采用矢量控制，伺服电机的转矩在零速～额定转速内，可以保持恒转矩输出，所以伺服电机有一个确定的功率指标——额定功率。
在伺服电机电气参数表中标明的功率，就是指电机在额定转速下保持一定转矩的机械输出功率。
（埃斯顿电机功率段200W-22KW）较为准确地描述伺服电机和步进电机的参数指标，是电机的转矩。
转矩：伺服电机和步进电机的转矩单位均为Nm，它表示电机出力的大小。
伺服电机的转矩可分为零速转矩和额定转矩二种。
零速转矩是仅对伺服电机而言。
当电机的转速升高时，由于电机的铁损、机械损耗等损耗增大，为了使电机的温升不超过允许值，电机在高速时的转矩会略有下降。
而电机铁损等损耗，与驱动器的PWM调制频率的高低、电流谐波等指标有相当大的关系。
所以，零速转矩是指，伺服电机在极低转速下，当相电流为额定电流时产生的转矩。
额定转矩是指在伺服电机相电流为额定电流时，电机运行在额定转速下产生的转矩。
由于伺服电机是闭环控制运行，在pn=0的控制方式下（矢量控制），电机转矩的大小与供给电机电流的大小成正比。
电机的转矩输出随负载的变化而变化，当负载恒定时，伺服电机的转矩输出也为恒定，并非电机转矩输出恒定不变。
所以，伺服电机恒转矩输出的含义，是指在此区域、此转矩下，电机的温升在允许值下可长期运行的转矩。
同时伺服电机可短时间的过载运行，过载倍数由驱动器输出的过载电流决定（埃斯顿电机过载倍数为3倍），过载时间由驱动器的容量及伺服电机的温升来决定。
步进电机的转矩有保持转矩和动态转矩二种。
(仅供参考)伺服电机型号说明
1、伺服电机型号说明2、伺服电机参数表●110系列伺服电机参数表EDSMT-2T110-060C 伺服电机型号 EDSMT-2T110-020A EDSMT-2T110-040A EDSMT-2T110-050A额定功率（KW）0.6 1.2 1.5 1.2 额定线电压（V）220 220 220 220 额定线电流（A） 2.5 5.0 6.0 4.5 额定转速（rpm）3000 3000 3000 2000 额定力矩（N.m） 2 4 5 6 峰值力矩（N.m） 6 12 15 12 反电势（V/1000r/min） 56 （54）（62） 83力矩系数（N.m/A） 0.8 0.8 0.83 1.33转子惯量（Kg.m2） 0.31×10-3 0.54×10-3 0.63×10-3 0.76×10-3绕组(线间)电阻（Ω） 4.02 1.09 1.03 1.46 绕组(线间)电感（mH）8.48 3.3 3.43 4.7 电气时间常数（ms） 2.1 3.0 3.33 3.2转矩—转速图（T—M）图1 图2 图3 图4伺服电机型号EDSMT-2T110-060A EDSMT-2T110-040C额定功率（KW） 1.8 0.8额定线电压（V） 220 220额定线电流（A） 6.0 3.3额定转速（rpm） 3000 2000额定力矩（N.m） 6 4峰值力矩（N.m） 18 12反电势（V/1000r/min） 60 （79）力矩系数（N.m/A） 1.0 1.2转子惯量（Kg.m2） 0.76×10-3 0.54×10-3绕组(线间)电阻（Ω） 0.81 2.41绕组(线间)电感（mH） 2.59 7.3电气时间常数（ms） 3.2 3转矩—转速图（T—M）图5 图编码器线数/(PPR) 2500F（155℃）电机绝缘等级 Class防护等级 IP65 使用环境环境温度： -20℃～ +50℃环境湿度：相对湿度<90%（不结霜条件）绕组引线 U V W PE电机绕组插座插座编号 2 3 4 1信号引线 5V 0V A+B+Z+A-B-Z-U+V+ W+ U- V-W-PE编码器插座插座编号234567891011121314151●130系列伺服电机参数表EDSMT-2T130-077B 伺服电机型号 EDSMT-2T130-040B EDSMT-2T130-050B EDSMT-2T130-060B额定功率（KW） 1.0 1.3 1.5 2.0额定线电压（V）220 220 220 220额定线电流（A） 4.0 5.0 6.0 7.5额定转速（rpm）2500 2500 2500 2500额定力矩（N.m） 4 5.0 6 7.7峰值力矩（N.m）12 15 18 22反电势（V/1000r/min）（69.3）68 65 68力矩系数（N.m/A） 1.0 1.0 1.0 1.03转子惯量（Kg.m2） 0.85×10-3 1.06×10-3 1.26×10-3 1.53×10-3绕组(线间)电阻（Ω） 2.76 1.84 1.21 1.01绕组(线间)电感（mH） 6.42 4.9 3.87 2.94电气时间常数（ms） 2.89 3.19 3.26 3.80转矩—转速图（T—M）图6 图7 图8 图9EDSMT-2T130-150B 伺服电机型号 EDSMT-2T130-100D EDSMT-2T130-100B EDSMT-2T130-150D额定功率（KW） 1.5 2.6 2.3 3.8额定线电压（V）220 220 220 220额定线电流（A） 6.0 10 9.5 17额定转速（rpm）1500 2500 1500 2500额定力矩（N.m）10 10 15 15峰值力矩（N.m）25 25 30 30反电势（V/1000r/min）103 70 114 67力矩系数（N.m/A） 1.67 1.0 1.58 0.88转子惯量（Kg.m2） 1.94×10-3 1.94×10-3 2.77×10-3 2.77×10-3绕组(线间)电阻（Ω） 1.29 0.73 1.1 0.49绕组(线间)电感（mH） 5.07 2.45 4.45 1.68电气时间常数（ms） 3.93 3.64 4.45 4.02转矩—转速图（T—M）图10 图11 图12 图13编码器线数/(PPR) 2500 电机绝缘等级 Class F （155℃） 防护等级 IP65使用环境 环境温度： -20 ℃～ +50℃ 环境湿度：相对湿度<90%（不结霜条件） 绕组引线 U V W PE 电机绕组插座 插座编号 2 34 1 信号引线 5V 0V A+B+Z+A-B-Z-U+V+ W+ U- V-W-PE 编码器插座插座编号234567891011121314151110/130系列伺服电机安装尺寸110系列 130系列 10 15额定转矩(N ·m)2 4 5 6 4 5 6 7.71500 2500 15002500LA 159 189 204 219 166 171 179 192 213 209 241 231 LB 55 55 55 55 57 57 57 57 57 57 LC 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 LD 12 12 12 12 14 14 14 14 14 14 LE 95 95 95 95 110 110 110 110 110 110 LF 110 110 110 110 130 130 130 130 130 130 LG 130 130 130 130 145 145 145 145 145 145 LZ 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 S 19 19 19 19 22 22 22 222222注：抱闸为8N.m；Dc99V。
「计算」电机选型计算中的惯量详解
“旺材电机与电控”提醒您不要走开，文末有福利！在伺服系统选型及调试中，常会碰到惯量问题。
其具体表现为：在伺服系统选型时，除考虑电机的 扭矩和额定速度等等因素外，我们还需要先计算得知机械系统换算到电机轴的惯量，再根据机械的实际动作要求及加工件质量要求来具体选择具有合适惯量大小的电机；在调试时，正确设定惯量比参数是充分发挥机械及伺服系统最佳效能的前提。
此点在要求高速高精度的系统上表现尤为突出，这样，就有了惯量匹配的问题。
一、什么是“惯量匹配”？1、根据牛顿第二定律：“进给系统所需力矩T = 系统传动惯量J × 角加速度θ角”。
加速度θ影响系统的动态特性，θ越小，则由控制器发出指令到系统执行完毕的时间越长，系统反应越慢。
如果θ变化，则系统反应将忽快忽慢，影响加工精度。
由于马达选定后最大输出T值不变，如果希望θ的变化小，则J应该尽量小。
2、进给轴的总惯量“J＝伺服电机的旋转惯性动量JM ＋ 电机轴换算的负载惯性动量JL 。
负载惯量JL由（以平面金切机床为例）工作台及上面装的夹具和工件、螺杆、联轴器等直线和旋转运动件的惯量折合到马达轴上的惯量组成。
JM为伺服电机转子惯量，伺服电机选定后，此值就为定值，而JL则随工件等负载改变而变化。
如果希望J变化率小些，则最好使JL所占比例小些。
这就是通俗意义上的“惯量匹配”。
二、“惯量匹配”如何确定？传动惯量对伺服系统的精度，稳定性，动态响应都有影响。
惯量大，系统的机械常数大，响应慢，会使系统的固有频率下降，容易产生谐振，因而限制了伺服带宽，影响了伺服精度和响应速度，惯量的适当增大只有在改善低速爬行时有利，因此，机械设计时在不影响系统刚度的条件下，应尽量减小惯量。
衡量机械系统的动态特性时，惯量越小，系统的动态特性反应越好；惯量越大，马达的负载也就越大，越难控制，但机械系统的惯量需和马达惯量相匹配才行。
不同的机构，对惯量匹配原则有不同的选择，且有不同的作用表现。
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额定功率、额定转速和额定转矩惯量和力矩
额定功率P、额定转速N和额定转矩T:
转矩T可以从功率P和转速N算得：
公式说明，同一功率下，转矩和转速成反比，即使用减速箱放大输出转矩时，同时会减少转速。
从力的做功角度，得推导过程如下：
其中：
F为电机输出合力，单位为N（牛）；
r为力臂，单位为m（米）；
N为电机转速，单位为RPM（转/分）。
我们知道，转矩T的定义是力（F）乘以力臂(r)，即：
故，把上式代入可得：
其中：
P为电机额定功率，单位为W；
T为电机额定转矩，单位为N·m；
N为电机额定转速，单位为RPM。
惯量和力矩的关系:
电机有小惯量、中惯量和大惯量之分，同一功率下，电机转动惯量J越大，
则电机的输出转矩越大，但速度越低。
故，小惯量电机有响应速度快的优点，
当然，这前提是其所拖负载的惯量不能太大。
惯量的单位为Kgm2，其定义如下，从能量角度：
由于式中质量和半径对于特定对象，是不变的，所以把它们提取出来，便成
为了惯量J：
从做功的角度分析，电机输出转矩做功W为：
理想下，电机转矩做功全部转化为功能，得：
故得：
即：
其中：
T为转矩，单位为N·m；
J为总惯量，单位为Kgm2；
β为角加速度，单位为rad/s2；
从式中可得到，惯量和加速度有直接关系，在特定应用场合，如果负载惯量恒定且已知，则可从要求的加速要求算出电机的输出转矩，作为电机选型的参数之一。
总结
关于电机的额定功率、额定转矩、额定转速、转动惯量，如果为一电机安装减速箱，则电机的安额定功率不变，额定转矩增大、额定转速减少、转动惯量增大。
所以，为一系统选择电机，需要知道系统的负载惯量、要求的最大转速、要求的最大加/减速时间、系统电压等要求、从而算出一系列的电机参数，再进行电机选型，从而既能满足系统要求又不构成浪费。