电机功率计算(选型)
伺服电机功率计算选型案例
经过减速机后的推力F=T ·2—π— ·R PB
T 1/R PB
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惯量计算
一、负载旋转时惯量计算 JL（㎏ • ㎡）
（以电机轴心为基准计算转动惯量）
L（m） 实心圆柱
D（m）
JK＝
1 8
1/R
×MK ×D²
D0
D1
（m） （m）
L（m） 空心圆柱
JK＝
1 8
×MK ×（D02－ D12）
2) 力矩的定義：考慮開門的情況，如右 圖，欲讓門產生轉動，必須施一外力 F 。施力點離轉軸愈遠愈容易使門轉 動。而外力平形於門面的分力對門的 轉動並無效果，只有垂直於門面的分 力能讓門轉動。綜合以上因素，定義 力矩，以符號 τ表示。
F
r
θ
r sin 作用線
r F s i n F ( r s i n ) 力 量 力 臂
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3) 力矩的單位：S.I. 制中的單位為 牛頓‧公尺（N‧m）
4) 力矩的方向與符號：繞固定軸轉動的物體，力矩可使物體 產生逆時鐘方向，或順時鐘方向的轉動。因此力矩為一維 向量。力矩符號規則一般選取如下：
正號：逆時鐘方向。 負號：順時鐘方向。
2.轉動方程式：考慮一繞固定軸轉動的
剛體（如右圖）。距離轉軸為 r 處的 一質量為 m 的質點，受到一力量 F 的
= 200 * (30 / 60 / 0.2) * 0.02 / 2π / 0.9 = 1.769 N.m 螺杆加速时所需要转矩TA2 = JB * α/ η = JB * (N * 2π/ 60 / t1) / η = 0.0125 * (1500 * 6.28 / 60 / 0.2) / 0.9 = 10.903 N.m 加速所需总转矩TA = TA1 + TA2 = 12.672 N.m
电机选型公式集合
设计选型公式集合一、扭矩、功率公式1)P=T∗N9550（电机功率）2)T=P∗9550N（电机扭矩）3)P=F*V （直线运动）4)P=T*ω（圆周运动）P：功率(W)T：转矩 (N.M)N：转速(R/min)ω：角速度rad/s (360度=2πrad)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二、线速度、角速度和转速关系1)N=V∗602∗π∗R物体速度和滚轮转速的关系2)ω=2∗π∗N60圆周运动常用转速转化为角速度来计算3)N=V∗60Pb丝杆线速度与转速关系4)V=ω*R 线速度与角速度的关系5)∵T=PbV , T=2πω∴PbV =2πω→ω=2πVPb丝杆角速度与线速度的关系6)β=ωt =2πVPb∗t丝杠角加速度与线速度的关系V：线速度 m/sN：转速n/min，三相异步电机（1500/3000/1000）步进电机（600R以下）伺服电机（3000R左右）ω：角速度rad/s (360度=2πrad)Pb：丝杆导程（m）R：半径（m）T: 运行周期三、负载的受力情况匀速运动受力：1)F=μ*m*g水平直线运动2)F=m*g竖直运动3)T=F*R扭矩（同步带、齿条、各类带传动情况下）负载匀速扭矩（丝杆传动）4)T = F∗Pb2∗π∗ηF：力（N）m：质量(kg)g：重力加速度（9.8N/kg）μ：摩擦系数T：扭矩（N.m）J：惯量（kg.m2）β：角加速度（rad/s2）R：(与力相连的轮子的半径，单位m）Pb：丝杆导程（m）η：机械传动效率四：惯量、加速扭矩直线加速运动：1)F=m*a惯性力矩2)a=v/t加速度a：加速度（m/s2）圆周加速运动：1)T=j*β惯性扭矩2)J=m*r2转动惯量3)β=ω/t 角加速度4)ω=2*π*N角速度5)J=m(Pb2π)2丝杆负载直线运动质量等价转动惯量等价推导公式：J=m(2πr2π)2=mr2T：扭矩（N.m）J：惯量（kg.m2）ω：角速度rad/s (360度=2πrad)β：角加速度（rad/s2）t：加速时间（s）Pb：丝杆导程（m）m：质量(kg)五、基本参数普通电机功率：P = k∗F∗Vη电机功率选择k：工况系数 1.5-3F：负载F=μ*m*gη：机械传动效率，效率=齿轮*齿轮*轴承*链轮 0.5-0.8 例：P=2*100*10*0.2*0.5/0.6=370W其中：2 系数K100 负载质量10 重力加速度0.2 摩擦系数0.5 负载速度0.6 效率控制电机J：惯量（kg.m2）V：线速度 m/sω：角速度rad/s (360度=2πrad)β：角加速度rad/s²例如：电机转速V=1500rpm角速度ω=2π*1500/60角加速度β=（2π*1500/60）/0.2s加速时间:普通电机 0.5s控制（步进）电机 0.2s加速惯量矩T =J*β补充说明旋转扭矩的计算：由外部负荷引起的摩擦扭矩（匀速扭矩、负载扭矩）摩擦扭矩如下∶电机快速选型时电机扭矩：T= K*T1步进电机 K= 6伺服电机 K= 2或3丝杆惯量：1、每单位长度的丝杠轴惯量为：H（根据选定的型号查参数表）假设丝杠轴全长L（行程+螺母长度+轴端）丝杆惯量∶J= H X L2、计算丝杠轴的惯量也可以自己使用圆柱体绕自身中心线旋转的转动惯量计算公式：J：转动惯量，单位：kg·cm²；m：丝杠轴质量，单位：kg；r: 丝杠半径，单位：cm；丝杠上的负载惯量（直线运动惯量）计算公式为：J：负载惯量，单位：kg·cm²；m: 负载质量,所有被驱动的直线运动部件的质量总和，单位：kg；A：皮带主动轮转一圈或者齿轮转一圈负载的行程，单位：cm；加减速机折算到电机轴上的转动惯量：。
电机的选型计算
电机的选型计算电机选型计算书PZY 电机（按特大型车设计即重量为2500吨）一、提升电机 根据设计统计提升框架重量为：2200kg,则总提升重量为G=2500+2200=4700kg 。
设计提升速度为5-5.5米/分钟，减速机效率为0.95。
则提升电机所需要的最小理论功率： P=386.444495.0605.58.94700=⨯⨯⨯ 瓦。
设计钢丝绳绕法示意图：如图所示F=1/2*G ，V2=2*V1 即力减半，速度增加一倍，所以F=2350 kg 。
根据设计要求选择电机功率应P ＞4444.386瓦，因为所有车库专用电机厂家现有功率P ＞4444.386瓦电机最小型号5.5KW ，所以就暂定电机功率P=5.5KW ，i=60。
钢丝绳卷筒直径已确定为260mm ，若使设备提升速度到5.5m/min 即0.09167m/s ；由公式：D πων=可求知卷筒转速：r D 474.1326.014.311=⨯==πνω 查电机厂家资料知：电机功率：P=5.5KW 速比： i=60电机输出轴转速为ω=25r ，扭矩为M=199.21/kg ·m ，输出轴径d=φ60mm 。
则选择主动链轮为16A 双排 z=17，机械传动比为：25474.13i 1'==z z 54.31474.131725z 1=⨯= 取从动轮16A 双排z=33；1）.速度校核：所选电机出力轴转速为ω=25r ，机械减速比为33/17，得提升卷筒转速：r 88.123317251=⨯=ω 综上可知：提升钢索自由端线速度：min)/(52.1026.088.1214.3m D =⨯⨯==πων则提升设备速度为：v=10.52/2=5.26m/min 。
2）.转矩校核：设备作用到钢索卷筒上的力为：G/2=2350kg 。
则，卷筒所需最小转矩：T=2350*0.13=305.5 kg ·m链条传动效率取η=0.96，动载系数取K=1.2，电机出力轴最小转矩为；m kg T ·72.19696.0332.1175.3051=⨯⨯⨯= 可见：1T <199.21。
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。
电机的选型计算范文
电机的选型计算范文电机的选型计算是指根据实际需求和使用环境，结合电机的性能参数，对电机进行评估和选择的过程。
电机选型计算主要涉及电机功率、转速、扭矩、效率、工作条件等方面的计算和分析。
本文将从电机选型的基本原则和方法、功率计算、转速计算、扭矩计算、效率计算等方面进行详细介绍。
一、电机选型的基本原则和方法1.根据工作需求确定负载特性：首先需要明确电机的工作需求，包括负载特性（如恒定负载、变负载等）、工作环境（如温度、湿度等），以及电源条件（如供电电压、频率等）等。
2.根据负载特性确定电机类型：不同类型的电机适用于不同的负载特性，如恒矩负载适合使用感应电动机，恒功率负载适合使用直流电动机等。
3.选择合适的电机规格：根据工作需求和负载特性，结合电机的功率、转速、扭矩、效率等参数，选择合适的电机规格。
4.综合考虑成本因素：除了满足工作需求外，还需要综合考虑电机的成本因素，包括购买成本、运行成本、维护成本等。
二、功率计算功率是电机选型的关键参数之一，通常表示为功率P，单位为瓦特（W）。
功率计算的公式为：P=Tω其中，P为功率，T为扭矩，ω为转速。
根据工作需求和负载特性，可以计算出所需的功率。
比如对于恒矩负载来说，根据负载所需的扭矩值，可以计算出所需的功率。
如果负载特性是变负载，则需要考虑峰值功率和平均功率。
三、转速计算转速是指电机的旋转速度，通常表示为n，单位为转每分钟（rpm）。
转速计算的公式为：n=60f/p其中，n为转速，f为频率，p为极数。
根据工作环境和负载特性，可以确定所需的转速范围。
比如对于一些工业设备来说，需要电机具有一定的转速范围，如1000rpm至3000rpm。
四、扭矩计算扭矩是指电机输出的力矩，通常表示为T，单位为牛顿·米（Nm）。
扭矩计算的公式为：T=P/ω其中，T为扭矩，P为功率，ω为转速。
根据工作需求和负载特性，可以计算出所需的扭矩。
比如对于一些工业设备来说，需要电机具有一定的额定扭矩和峰值扭矩。
三相异步电动机的选型计算
三相异步电动机的选型计算选择三相异步电动机，首先要确定电动机工作点的力矩有多大，而且在这个力矩下需要的电动机转速（即额定转速）是多少。
这样才能确定需要多大的电机，才能满足这一要求。
电动机的额定速度、额定力矩，决定了电动机的输出功率。
对于两台尺寸完全相同的电动机而言，因为转速不一样、力矩不一样，所以输出功率也有所差异。
力矩大、转速高的电机，其输出功率大，当然也需要增加电流量。
电动机输出功率计算方法如下：P2＝1.028×10 ×T×N 单位：瓦（W）其中：T--负载力矩单位：克/厘米（g/cm）N--负载转速单位：转/分（rpm）对于同一台三相异步电机，当力矩不变时，电机转速与电压成正比。
也就是说，电压越高，转速就越高。
如：一台12V 电机，在额定力矩下的负载转速为5000rpm，当把电压升高到24V 时，则负载转速大约为10000rpm。
同台电机，负载转速和负载矩成反比。
即：随着负荷量的增加，电机转速会有所减少。
如：一台电机，若在200g/cm 时的转速为5000rpm，当负载力矩大于200g/cm 时，电机转速将低于5000rpm；而当负载力矩小于200g/cm 时，电机转速将高于5000rpm。
一般来说，电机所带来的负载力矩应该和电机给出的额定力矩一样。
由于，在额定力矩下作业时，电机处于最高效的点附近。
而当载重量大于额定量量时，电机处于超负荷运转状态，这将影响电机的发热使用寿命。
电机的力矩通常用g/cm（克/厘米）表示，与其他力矩单位的换算关系是：0.014oz-in ＝1g/cm ＝0.098mNm0.142oz-in＝1mNM＝10.2g/cm72.0g/cm ＝1oz-in＝7.056mNm长度单位的换算关系是：25.4mm ＝1mm＝0.039in lin 重量单位的换算关系是：28.35g＝1g＝0.035oz loz。
电机选型计算公式
附录1：根据负载条件选用电机电机轴上有两种负载，一种是转矩负载，另一种是惯量负载。
选用电机时，必须准确计算这些负载，以便确保满足如下条件：§(1). 当机床处于非切削工作状态时，在整个速度范围内负载转矩应小于电机的连续额定转矩。
如果在暂停或以非常低的速度运行时，由于摩擦系数增大，使得负载转矩增大并超过电机的额定转矩，电机有可能出现过热。
另一方面，在高速运行时，如果受粘滞性影响，而使转矩增大且超过额定转矩，由于不能获得足够的加速转矩，加速时间常数有可能大大增加。
§(2). 最大切削转矩所占时间（负载百分比即“ON ”时间）满足所期望的值。
§(3). 以希望的时间常数进行加速。
一般来说，负载转矩有助于减速，如果加速不成问题，以同一时间常数进行减速亦无问题。
加速检查按以下步骤进行。
(I)假设电机轴按照NC 或位控所确定的ACC/DEC 方式进行理想的运动来得到加速速率。
(II)用加速速率乘以总惯量（电机惯量＋负载惯量）计算出加速转矩。
(III)将负载转矩（摩擦转矩）与加速转矩相加求得电机轴所需转矩。
(IV)需要确认，第(III)项中的转矩应小于电机的转矩（最大连续转矩），同时，小于伺服放大器电流限制回路所限制的转矩。
第(II)项中的加速转矩由下式来计算。
A.对于线性加速情况()()()T N t J J e N N t K e a m am l K t r M a s K t s as a =⨯⨯+-=-⋅-⎧⎨⎩⎫⎬⎭-⋅-⋅60211111π式中：T a : 加速转矩（Kg ·Cm ）N M : 快速进给时的电机速度（rpm ） t a: 加速时间（sec ） J m: 电机惯量（Kg ·Cm ·S 2）J l : 负载惯量（Kg ·Cm ·S 2）N r: 加速转矩减小时的始点(不同于Nm)（rpm ） K s: 伺服位置环增益（Sec -1）B. 对于指数加减速情况图中：T N t J J m lm l 06021=⨯⨯+π()K K s ≠时，K t e e=1, a K K e s =T Na m =60()⨯⨯⨯+-211πa K J J a s m lN N a r m aa =-⎛⎝ ⎫⎭⎪-11K K s =时，()T N Ke J J a m e M l =⨯⨯+602π, 式中，e =2718. N N e N r m m =-⎛⎝ ⎫⎭⎪=110632.C.指令速度突加情况()T t J J a m s m l =⨯⨯+602π 式中，t K s s=1§(4). 快进频率：一般来讲，在正常切削加工中，此项不成问题，但对于特殊加工设备来说（如冲压、钻床、激光加工、包装机械等），要求频繁快速进给，此时，需要检查是否由于频繁加、减速而使电机过热。
电机的选型计算
电机的选型计算电机选型计算书PZY电机（按特大型车设计即重量为2500吨）一、提升电机根据设计统计提升框架重量为：2200kg,则总提升重量为G=2500+2200=4700kg。
设计提升速度为5-5.5米/分钟，减速机效率为0.95。
则提升电机所需要的最小理论功率：如图所示F=1/2*G，V2=2*V1 即力减半，速度增加一倍，所以F=2350 kg根据设计要求选择电机功率应P>4444.386瓦，因为所有车库专用电机厂家现有功率5.5KW，所以就暂定电机功率钢丝绳卷筒直径已确定为到5.5m/min 即0.09167m/s；P > 4444.386瓦电机最小型号P=5.5KW , i=60。
260mm，若使设备提升速度由公式:- D可求知卷筒转速：V 1113.474rnD 3.14江0.26查电机厂家资料知：电机功率：P=5.5KW 速比：i=60电机输出轴转速为3 =25r，扭矩为M=199.21/kg • m,输出轴径d= $ 60mm。
则选择主动链轮为16A双排z=17,机械传动比为：z 13.474i乙2525 沃17 “ 一取从动轮16A双排z=33;1).速度校核:所选电机出力轴转速为 3 =25r ,机械减速比为33/仃，得提升卷筒转速：25汉17「12.88r133综上可知：提升钢索自由端线速度：「二D = 3.14 12.88 0.26 = 10.52(m/min)则提升设备速度为：v= 10.52/2=5・26m/min 。
2).转矩校核：设备作用到钢索卷筒上的力为：G/2=2350kg则，卷筒所需最小转矩:T=2350*0.13=305.5 kg • m链条传动效率取n =0.96,动载系数取K=1.2，电机出力 轴最小转矩为；可见：T i <199.21。
故可以选用功率 P=5.5KW 速比i=60 的减速电机作为提升电机。
二、横移电机根据设计统计横移架子的总重为 G=6000kg ，横移运动副的摩擦系数为卩=0.05,牵引力为：F=G* 卩=6000*0.05=300 kg设横移速度为11m/min ,则电机最小功率为：W=300*9.8*11/60=539W车库专用电机厂家现有的P > 539W 电机最小型号P=750W ，所以就暂定电机功率为 P=750W ，横移轮直径d=100mm ，电机所需转速：3 =11/ (3.14*0.1 ) =35r查电机厂家资料与所计算数据比较接近的电机是： 功率:P=750W 速比：i=40电机输出轴转速为 3 =37.5r ，扭矩为M=17.9kg • m ,输出轴径 d= $ 32mm ,1).速度校核305.5 17 1.233 0.96=196.72kg m所选电机出力轴转速为37.5r,横移轮直径d=100mm ,则横移速度为：v= n 3 d=3・14*37・5*0・1=11・775m/min 。