电机选型案例
电机选型案例
电机选型案例本篇文章介绍了两个电机选型案例，第一个是皮带输送线电机选型，第二个是直线导轨电机选型。
第一个案例中，设计要求是传送20Kg物料X 2，传送速度1m/s，加速时间0.15s，已知条件为摩擦系数=0.2，机械效率=90%，滚子直径=200mm。
首先计算负载，然后计算皮带拉力和辊筒转矩，最后计算功率和电机转矩，得出选用1.9N·m的电机，并进行校验。
第二个案例中，设计要求是传送50Kg的负载，运行速度1m/s，加速时间0.25s，已知条件为直线导轨摩擦系数0.1，带轮直径100mm。
首先计算负载，然后计算同步轮转矩和电机功率，得出两种方案，一种是选择18NM的步进电机，另一种是加减速器，取i=2.5.在改写方面，可以将一些公式和计算过程进行简化，让文章更易读懂。
同时，可以将每个案例的设计要求和已知条件进行分段，以便读者更好地理解。
根据题目要求，我们需要设计一个托盘加速到一定速度的系统，以下是设计过程：1.确定托盘的惯量托盘的惯量可以通过托盘质量和直径来计算，即 $J_{托盘}=\frac{1}{2}M(\frac{D}{2})^2$。
代入数据得到 $J_{托盘}=kg·mm^2$。
2.确定加速度根据题目要求，托盘需要在 0.5 秒内加速到 0.5 m/s 的速度，因此加速度为 $a=\frac{V}{t}=1m/s^2$。
3.确定所需扭矩根据丝杠的导程和直径，可以计算出每秒钟丝杠转动的圈数为 $n=\frac{v}{P}=\frac{0.5}{0.01}=50$，因此所需扭矩为$T_{总}=J_{托盘}·\frac{a}{n}=·\frac{1}{50}=1764N·mm$。
4.确定电机输出扭矩和功率根据传动比和所需扭矩，可以计算出电机输出扭矩为$T_{电机}=T_{总}/i=1764/5=352.8N·mm$。
根据机械效率为0.9，可以计算出电机输出功率为 $P_{电机}=T_{电机}·\omega_{电机}/0.9=352.8·2π·40/60/0.9=148.7W$。
电机选型实例
电机选型实例
电机选型可参考相关书籍、网上的经验以及专业的设计工具软件。
实际的选型应视应用环境而定，下面是部分电机选型实例：
- 工业机器上使用的步进电机：依据不同的驱动电路可以选择不同类型的步进电机，它们的特性参数有电机旋转方向、最大转速、驱动电压、电流等。
- 能够满足100V驱动电压13.6A负载电流要求，同时重量在2kg左右的主轴电机：需要考虑有效功率、容量、噪音、刚性和精度等指标。
- 小型搅拌物料设备使用的强大电机：应考虑它的功率、电压、转速和保护性能，可选择电机转子重量轻，漏电绝缘能力强的小型电机。
- 高功率大风量风机：根据风量和风压的不同，以及运行环境的特点，需要考虑合适的布置形式、电机功率及功率因数估算调节范围、驱动电力系统配置和保护功能要求等，可选择0.37-200KW之间的高功率电机。
电机、减速器的选型计算实例(精编文档).doc
【最新整理，下载后即可编辑】电机减速机的选型计算1参数要求配重300kg ，副屏重量为500kg ，初选链轮的分度圆直径为164.09mm ，链轮齿数为27，（详见misimi 手册P1145。
副屏移动的最大速度为0.5m/s,加速时间为1s 。
根据移动屏实际的受力状况，将模型简化为：物体在竖直方向上受到的合力为：惯惯2121F F G G F h ++-=其中：115009.84900G m g N ==⨯=223009.82940G m g N ==⨯=110.55002501F m a N ==⨯=惯 120.53001501F m a N ==⨯=惯 所以：490029402501502360h F =-++=合力产生的力矩：0.1640923602193.6262h M F rNm =⨯=⨯= 其中：r 为链轮的半径链轮的转速为：0.5 6.1/0.082v w rad s r === 6.1(1/60)58.3/min 22w n r ππ=== 2减速机的选型速比的确定：初选电机的额定转速为3000r/min300051.558.3d n i n === 初选减速器的速比为50，减速器的输出扭矩由上面计算可知：193.6262Nm3电机的选型传动方式为电机—减速机—齿轮-链轮-链条传动，将每一级的效率初定位为0.9，则电机的扭矩为：44193.62 5.9500.9d M T Nm i η===⨯ 初选电机为松下，3000r/min ，额定扭矩为：9.55Nm ，功率3kw 转子转动惯量为7.85X10-4kgm 2带制动器编码器，减速器为台湾行星减速器，速比为50，额定扭矩为650NM4惯量匹配负载的转动惯量为：222(500300)0.082 5.4J mr kgm ==+⨯=转换到电机轴的转动惯量为：31225.4 2.161050J J i -===⨯ 惯量比为：3142.1610 2.757.8510d J J λ--⨯===⨯ 电机选型手册要求惯量比小于15，故所选电机减速器满足要求减速机扭矩计算方法：速比=电机输出转数÷减速机输出转数("速比"也称"传动比") 知道电机功率和速比及使用系数，求减速机扭矩如下公式： 减速机扭矩=9550×电机功率÷电机功率输入转数×速比×使用系数知道扭矩和减速机输出转数及使用系数，求减速机所需配电机功率如下公式：电机功率=扭矩÷9550×电机功率输入转数÷速比÷使用系数。
电机选型惯量计算公式实例
电机选型惯量计算公式实例电机的选型是设计和使用电机系统中的一个重要环节，其中惯量的计算是选型过程中的关键步骤之一。
本文将以一个具体的电机选型案例为例，介绍电机惯量的计算公式和相关注意事项。
在进行电机选型时，首先需要确定所需的输出功率和转速范围。
然后，根据这些要求选择适当的电机类型，比如直流电机、交流电机或步进电机。
本文以直流电机为例，介绍电机惯量的计算方法。
电机的惯量是指电机对转动运动的惯性阻力，通常用转动惯量（J）表示，单位是kg·m²。
电机的惯量大小与电机的转子质量和转子的几何形状有关。
下面是计算直流电机惯量的公式：J = m * r²其中，J为惯量，m为转子质量，r为转子半径。
需要注意的是，这个公式只适用于转子为圆柱体的情况。
如果转子的几何形状不是圆柱体，那么需要根据具体情况进行修正。
在实际的电机选型中，有时会遇到需要估算电机惯量的情况。
例如，如果已知一个电机的转子质量和尺寸，但没有精确的惯量数值，那么可以通过估算来获取一个大致的惯量值。
下面是一个估算直流电机惯量的方法：1. 首先，测量转子的质量m和转子的半径r。
2. 根据转子的几何形状，选择适当的修正系数K。
3. 根据公式J = m * r² * K 计算惯量J的估算值。
需要注意的是，估算值仅供参考，可能与实际值存在一定的偏差。
如果需要更精确的惯量数值，建议通过实验或使用专业的测量设备进行测量。
在电机选型过程中，除了惯量的计算，还需要考虑其他因素，如最大扭矩、额定电流、效率等。
这些因素与电机的设计和使用要求有关，需要根据具体情况进行综合考虑。
电机惯量的计算是电机选型过程中的重要一环。
通过合理计算和估算电机的惯量，可以为电机系统的设计和使用提供重要参考。
在实际应用中，建议根据具体情况选择合适的计算方法，并结合其他因素进行综合考虑，以确保选型的准确性和可靠性。
三相电机选型及计算案例
三相电机选型及计算案例1.选型计算通用公式P功率(W)T转矩(N.M)N转速(R/min)P=T.N/9550T=P.9550/NP=F.V(直线运动）P=T.ω(圆周运动）速度V线速度m/sN转速n/minω角速度rad/s(360度=2πrad)N=V*1000*60/（2πR）物体速度和滚轮转速的关系ω=2πN/60圆周运动常用转速转化为角速度来计算N=V*60*1000/Pb丝杆线速度与转速关系N转速三相异步电机（1500/3000/1000）步进电机（600R以下）伺服电机（3000R左右）减速机的核心减速增矩电机转速除以算出来的转速，等于整个系统的传动比i负载的受力情况水平直线运动：F=μmgF力（N）m质量(kg)g重力加速度g=10n/kg竖直运动：F=mg圆周运动：T=j*βT扭矩（n.m）j惯量（kg.m^2）β角加速度（rad/s^2）同步带、齿条、各类带传动情况下：扭矩T=F.RR(与力相连的轮子的半径）丝杆传动：扭矩T=F*Pb/(2π*η)惯量直线运动F=maa=v/ta加速度（m/s^2）圆周运动T=j*βj=mr^2β=ω/tω=2πNT扭矩（n.m）j惯量（kg.m^2）ω角速度rad/s(360度=2πrad)β角加速度（rad/s^2）t加速时间（s）2.常见产品案例例题1：皮带输送机负载重量400KG速度30M/min滚子直径200MM总效率η=百分之75摩擦系数0.2安全系数k=1.8求：电机功率转速扭矩减速比（12345678910）求大小链轮齿数解法1：F=μmg=0.2*400*10=800NP=F.V*k/η=800*0.5*1.8/0.75=960W=0.96kw（取1kw）N=V*1000*60/（2πR）=30*1000/3.14/2/100=48r/min设电机转速为1500则电机转矩T=P*9.55/1500=6.1n.m则减速比为1500/48=31.25（取31）选择10设小链轮齿数为17则大链轮齿为17*3.1=53解法2：F=μmg=0.2*400*10=800NT=F.D/2=800*0.2/2=80n.m（滚子转矩）N=V*1000*60/（2πR）=30*1000/3.14/2/100=48r/min设电机转速为1500减速比为1500/48=31.25（取31）选择10设小链轮齿数为17则大链轮齿为17*3.1=53电机的扭矩等于T（负载）/i=t（电机）=80/31=2.58nm电机需要的理论功率为P=TN/9550=2.58*1500/9550=0.4KW电机实际功率等于p*k/η=0.4*1.8/0.75=0.96kw（取1kw）。
伺服电机选型案例
伺服电机选型案例伺服电机功率计算选型例子伺服电机功率计算选型例子（新手必看，经典案例分析）伺服电机选型也有相应的规律和公式可循的。
最常见的机械传动结构有同步带，齿轮齿条，丝杆等。
以同步带为例，需要计算的参数有电机转速，电机力矩，转动惯量。
第一，电机额定转速N=（v/2πr）*i，启动瞬间需要的拉力F=（M+m1-m2）a+δ（M+m1-m2）g(水平)，F=（M+m1-m2）a+δ（M+m1-m2）g+（M+m1-m2）g(垂直)，T扭矩=F*R。
T电机=T扭矩/机械减速比n，电机功率=N*T 电机/10，启动惯量J=1/2mR2，电机惯量J电机=J/减速比的平方n2/惯量比i。
第二，同步带轮直径D=100mm、提升机载货台总重M=30kg、货物总重m1=10kg，配重m2=25kg，提升滚动摩擦系数取δ=0.03、加速度a=2m/S2、提升速度v=3m/s。
减速机减速比i=5，电机额定转速n=（v/2πr）*i=3/(2*3.14*0.05)*5*60=2866r/min，启动瞬间需要的拉力F=（M+m1-m2）a+&delta，（M+m1-m2）g+（M+m1-m2）g=（30+10-25）*2+0.03（30+10-25）*10+（30+10-25）*10=184.5N。
T扭矩=F*R=184.5*0.05=9.225Nm，折算电机需要扭矩T1=9.225Nm/5=1.85Nm，折算电机功率P1=2866*1.85/10=0.5KW。
启动惯量J=1/2mR2=0.5*（10+30+25）*0.0025=0.08125kgm2，折算电机需要惯量J1=0.08125/25=0.00325kgm2，根据经验值取惯量比=10，则实际J电=J1/10=0.000325kgm2。
经计算电机至少满足以下条件下面看下1.2千瓦3000RPM，4牛米的电机的惯量是2.98*10-4kgm2。
所以可以选择80ST-M04030的电机。
SEW电机选型(以SEW为例)
注意电机的效率和温升
总结词
电机的效率和温升是选型时需要考虑的重要因素，它 们直接影响到电机的性能和使用寿命。
详细描述
在选型时，应优先选择效率高、温升低的电机，这不仅 可以减少能源消耗，降低运行成本，还有助于延长电机 的使用寿命。电机的效率越高，意味着电机在运行过程 中损失的能量越少，从而提高了能源利用效率。而温升 则是电机在长时间运行时内部温度的升高，过高的温升 可能导致电机性能下降、部件损坏等问题。因此，在选 型时应关注电机的效率和温升性能指标，以确保电机能 够高效、稳定地运行。
VS
可维护性
评估电机的易损件更换周期、保养要求以 及维修便利性，选择维护成本较低的电机 。
04
SEW电机选型案例分析
案例一：工业自动化生产线电机选型
总结词
根据负载特性、运动要求和系统可靠性要求进行选型。
详细描述
在工业自动化生产线中，电机的选型需要考虑负载的特性，如力矩、转速和运动轨迹等。同时，需要 满足生产线的运动要求，确保电机能够精确控制和高效运行。此外，为了确保生产线的可靠性，应选 择具有高稳定性和长寿命的电机。
SEW电机采用高品质的材料 和零部件，经过严格的测试 和检验，具有较高的可靠性 和稳定性。
灵活性
SEW电机具有多种型号和规 格，能够满足不同应用场景 的需求。同时，SEW电机的 安装和维护也比较方便。
长寿命
SHale Waihona Puke W电机采用耐磨、耐腐蚀 的材料和设计，具有较长的 使用寿命，减少了更换和维 护的频率和成本。
详细描述
电机的效率决定了其能源利用率，而温升则反映了电机在运行过程中的发热情况 。在选型时，应优先选择高效率、低温升的电机，以降低能源消耗和维护成本。
伺服电机选型计算实例
伺服电机选型计算实例在进行伺服电机选型时，需要考虑到多个因素，包括载荷特性、运动要求、控制要求以及环境要求等。
下面我们将通过一个实际案例来详细介绍伺服电机选型的计算方法。
案例描述：公司需要选购一台适合于自动化生产线上使用的伺服电机，用于驱动一台输送带，具体要求如下：1.输送带长度为2米，宽度为0.5米，预计最大负载为100千克。
2.需要实现起动、停止、加速和减速、定位等功能。
3.运动速度为1米/秒。
4.工作温度范围为-10℃~40℃。
根据以上要求，我们可以按照以下步骤进行伺服电机选型计算：步骤1：计算所需输出功率首先，我们需要计算伺服电机的输出功率。
根据输送带的长度、宽度和预计最大负载，可以计算得到输送带的质量：质量=长度×宽度×质量体积，质量体积可以通过相应材料的密度来获得。
假设输送带材料的密度为1克/立方厘米，则质量=2×0.5×1=1千克。
根据牛顿第二定律，质量乘以加速度等于力，所以我们可以得到加速度=质量/时间^2=100/1=100米/秒^2、再根据功率=力×速度，可以计算得到所需输出功率=力×速度=100×1=100瓦特。
步骤2：根据负载惯性计算电机惯性比为了实现加速和减速的控制要求，需要考虑负载的惯性。
负载的惯性通常用负载惯量来表示，通常使用kg*m^2作为单位。
对于输送带系统，我们假设负载的半径为0.25米（输送带宽度的一半），负载的惯量=负载质量×半径^2=100×0.25^2=6.25kg*m^2、然后，我们需要计算电机的惯性比，电机的惯量通常使用kg*m^2作为单位。
假设选用的伺服电机的惯量为0.01kg*m^2，则电机的惯性比=负载的惯量/电机的惯量=6.25/0.01=625步骤3：根据运动要求计算加速度和最大速度根据运动要求中的加速度和速度，我们可以计算得到实际需要的加速时间和加速距离。
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小白进阶篇—电机选型案例集主讲：小丸子教育—泽雨老师目的：掌握不同电机在不同工况下的选型问题 课程内容：1，皮带输送线电机选型设计要求： 20Kg 物料X 2 传送速度1m/s 加速时间0.15s已知条件： 摩擦系数=0.2 机械效率=90% 滚子直径=200mm1. 计算功率srad mm s mm mm s m D V T P MN R F T NF F NN N ssm Kg s m K a m f F /102002/10002002/14.282843112131338015.0/120/102.0g 402=••=••=•=•=•=⨯==⨯+==+=⨯+⨯⨯=•+=πππππ）（辊筒辊筒辊筒负载负载辊筒皮带拉力负载负载皮带拉力负载ωωWWW P K P KW r T P MN M N T mm smm r n n i i T T W s rad M N T P 3823829.02862.1286.09550min/14409.1154.2815200/1000min/1440284/104.28==⨯=•==•=•=•==•====⨯•=•=ηω电机实际电机电机电机负载电机传动比负载电机辊筒负载负载校验：π设计要求； M=50Kg运行速度1m/s 加速时间0.25s直线导轨摩擦系数0.1 带轮直径100mm[]Ns m Kg ssm Kg s m Kg am g m F 250/)25.015010501.0(25.0/150/10501.022=•⨯+⨯⨯=⨯+⨯⨯=•+••=μ负载srad s rad mm smm s r mmsmm D V T P m N m N mm N R F T /20/2100/1000/100/10005.1205.025050250=••=•=•=•=•=⨯=⨯=•=ππππ同步轮负载负载负载负载负载同步轮负载负载ωω方案一：选择18NM 的步进电机Ws r M N P W mmsmm M N P T P 4.11302min/60min/600183602100/100018=⨯⨯•==⨯•⨯•==•=πππ无减速器最大转速电机负载电机电机电机电机ωωω方案二：加减速器MN i T T NM i s s r r i •=•===⨯=2085.214.3min /60/220min/600电机输出的步进电机力矩为考虑到频矩特性，取静为调试留出余量，取π已知条件：丝杠质量m=2Kg 负载+滑台质量M=20Kg 进给速度V=0.2m/s 丝杠导程5mm丝杠公称16mm加速时间0.2s直线导轨摩擦系数0.1传动机械效率0.9步骤：1.确定丝杠惯量222g 64m 2181mm K R D m J •=•=•=丝杠2. 负载直线运动质量等价转动惯量22）π（导程负载P M J •=上式二级公式推导过程ππ2221212222Pw v R PR w v w v m J w J v m =•=••=•=•2213)25(20mm kg kg J •=••=π负载22000077.076mkg mm kg J J J •=•=+=负载丝杠总3.确定惯性矩）π（加速时间导程总惯性矩t P v J T •••=2公式推导：加速时间角加速度角速度加速时间角速度角加速度角加速度总惯性矩ππt P v Pvw t w J T ••=•==•=22βββmN sm s m m kg T •=••••=096.0)2.0005.02/2.0(000076.02π惯性矩单位换算；[][]mN m N m s m Kg s m Kg s m m m Kg T •=•=••=⎥⎦⎤⎢⎣⎡•=⎥⎦⎤⎢⎣⎡••••••=096.0096.0/096.0096.02.0005.022.0000077.022222π惯性矩4. 直线摩擦里等价旋转扭矩π导程摩擦力2P mg T ••=μ公式推导；πππ导程摩擦力导程摩擦力导程摩擦力222P mg T RP mg R T R P mg R T •==•=μμμ[][][]mN mm N mm N mm N mmKg s m s mm m Kg mm s m Kg P mg T •=•=•=•***=••***=⎥⎦⎤⎢⎣⎡••***=***=•=016.09.159.152510201.0/2510201.02510201.025/10201.02222πππππ导程摩擦力μ5.计算功率、 、Ws rad m N P s rad s rad s r s r r mm P v w m N m N m N T T T wT P 9.309.0/251111.0/2.251/240/402/40/5200mm/s 112.0016.0096.0=*•==•=*===•=•+•=+=•=ππ导程惯性矩摩擦力总总η6.结论总结22000076.0403mkg mm kg J J J •=•=+=负载丝杠总m N m N m N T T T •=•+•=+=112.0016.0096.0惯性矩摩擦力总Ws rad m N w T P 9.309.0/2.251112.09.0=*•=•=总m in/2400m in /60/40r s s r n =*=转速转盘质量M=100Kg 转盘直径D=840mm 要求转速0.2r/s 机械效率0.9电机启动时间0.5s1. 确定转盘惯量221R M J •=转盘角加速度转盘惯性矩β•=J T22882000042010021mm Kg mm Kg J •=**=）（惯性矩2/8.05.02*/2.0s rad ss r t w ππ启动角加速度===β [][]mN m N m N m s m Kg s m Kg s m Kg s rad m Kg J T •=•=•=⎥⎦⎤⎢⎣⎡••=⎥⎦⎤⎢⎣⎡•=⎥⎦⎤⎢⎣⎡•*=*•=•=2.222.2215584.22155840.22155840.228.0820000.8/8.0820000.82222222ππ角加速度转盘惯量惯性矩β2. 确定功率[][]WW s m N s m N rad m N s r m N wT P 9.348.022.02.22/8.022.02.228.022.02.228.022.02.228.02/2.02.22=**=•**=⎥⎦⎤⎢⎣⎡•**=**•=**•=•=πππππ惯性矩负载功率η3. 确定传动比2501min /3000min /12min /300060/2.0==*=r r r s s r n n 电机转盘4. 传动比分配:锥齿轮5,减速器505. 确定电机输出扭矩 mN T i T T •====088.0250/2.222501电机负载电机6.确定电机输出功率负载功率电机P K P •>5.1=KWW P 4.529.345.1=*>实际设计要求托盘+发动机质量：M=200Kg 加速时间：t=0.5S 升速：V=0.5m/s 丝杠导程：P=10mm 丝杠直径：D=45mm质心距离导轨：L=300mm 直线导轨间距：b=150mm 直线导轨摩擦系数=0.1 丝杠质量：m=8.5Kg1. 确定丝杠的顶升力 μ•++=N a F a g M F 2)(2/1/s m t v a ==NF Nm m N F L F mm N F F F LF L F d a g m N N N NN N N N 88002440015.0660********2)(2121==•=•=•==•+•=•+N F f N 8802=•=μNN N f a g M F a 30808802200=+=++•=）（2.轴向力等价扭矩πππ导程轴向力导程轴向力导程轴向力222P F T RP F R T R P F R T a a a •==•=[][]mN m N mm N mmN T •=•**=•*=*=9.42100010308021030802103080πππ轴向力3.确定丝杠转速sr r mm s mm r mm s m r mm s m P v n /50//1010005.0//105.0/10/5.0=⎥⎦⎤⎢⎣⎡*=⎥⎦⎤⎢⎣⎡===导程s rad s rad s r /100/250/50ππ*=*=5. 确定功率 1）确定外载功率Ws m N s rad m N w T P 15013149.4/1009.4=⎥⎦⎤⎢⎣⎡•*=*•=•=π外载功率2）确定丝杠加速扭矩222215245g 5.88181mm Kg mm K D m J •=•*=•=丝杠[][][]mN m s m Kg s m Kg s mm Kg ss rad mm Kg t w J J T •=••=•=•*=**•=•=•=43.0/43.0/1000000430400/5.010021525.0/1002152222222ππ丝杠丝杠丝杠惯性βWs m N s rad m N w T P 135135/10043.0=⎥⎦⎤⎢⎣⎡•=*•=•=π丝杠惯性矩丝杠惯量W PK P KW s r M N n T P m N m N T T T W W W P P P 21809.0/16352.1/635.19550/300021.5955021.543.078.416351351500=⨯=•==⨯•=•==•+•=+==+=+=η总实际总总丝杠惯性矩等价轴向力总丝杠惯性矩等价轴向力总验算：工装板数量：6个工装板质量：15Kg/个倍速链型号：BS30停留工装板数量：4传送工装板数量：2工装板长度：480mm/个倍速链质量：0.4Kg/m 线体长：10m线体速度：10m/min摩擦系数如下倍速链重量如下选型步骤：1. 确定倍速链受摩擦产生的拉力gf L L C f L C A f L A f L C H F c W r W W a W c W W ••++••++••+••+=1000)(1.1)(21221）（2.008.01.0/4.0/5.74215/g 1064156421=====•==•===r c a W WW f f f mKg C m Kg m Kg H m K m Kg A mL mLNs m m m Kg m m Kg m Kg m m Kg m m Kg m Kg F 213/1008.010/4.01.12.06)/4.0/10(1.06/1008.04/4.0/5.72=•⎥⎦⎤⎢⎣⎡•••+••++••+••+=）（确定扭矩m N mm N D F T p •=*=•=6282132链条确定转速及传动比srad s r w s r smm mm D v n p /62/95.0/95.06056min /10000=•==••=•=πππ 25min/60min /1500==r r i 确定功率W s rad NM wT P 36/66=•=•=链条。