电动机功率的选择.doc

如何选择电机的计算公式(通八洲)
首先根据自己的使用情况选择不同种类的驱动系统，如直流电机（无刷、有刷）、交流电机（三相、单相）（同步、异步）、步进、伺服等等，这个相对容易些。然后呢需要了解传动系统的如下相关参数：
[1] 传动系统（包括负载、减速器等）的转动惯量
[2] 转动各部分的粘性摩擦系数
[3] 系统最大运行的加速（与扭矩密切相关）、减速（可能需要计算再生自动电阻）时间等等。
根据上述参数可计算需要出驱动系统需要的最大扭矩及再生电阻阻值等信息。
常用的公式集
欲知的条件
已知的条件
公式
扭 力 T
扭 力 T
扭 力 T
马 力 Hp
动 力 Kw
马 力 Hp
动 力 Kw
速 度 V
减速比 i
动力(F)与半径(R)
马力(Hp)与回转数(N) (rpm)
动力(Kw)与回转数(N) (rpm)
扭力(T)与回转数(N) (rpm)
扭力(T)与回转数(N) (rpm)
重力(F)与速度(V) (m/sec)
重力(F)与速度(V) (m/sec)
齿轮、皮带轮等的直径(D)与回转数(N)
入力回转数(N1)与出力回转数(N2)
T=F x R (kgf-m)
T=(716xHp)/N (kgf-m)
T=(974xKw)/N (kgf-m)
Hp=(T x N)/716.2(马力)
Kw=(T x N)/974(千瓦)
Hp=(F x V)/75(马力)
Kw=(F x V)/102(千瓦)
V=(π x D x N)/60(m/sec)
i =N1/N2

范例(1)
TOP

搬运物总重量 ︰W=600kg
搬送速度 ︰V=9.5m/min
与导轨之摩擦系数︰μ=0.15
炼轮传动效率 ︰η1=0.95
减速机传动效率 ︰η2=0.9
运转时间 ︰8小时/日
起动次数 ︰1回/分， 中冲击
使用电源 ︰三相200V，60Hz

选 定 之 注 意 事 项
计 算 范 例
减
速
比
藉由必要的入力轴回转数及出力轴回转数
来选定减速比
1. 先求出输送带滚轮回转数(N1)
N1=搬送速度/(滚轮直径x π)
2. 再求出减速机出力轴回转数(N2)
N2=N1x(炼轮齿数/减速机齿数)
3. 以3ψ,60Hz之马达计算减速比(τ)
τ=出力轴回转数/入力轴回转数(马达转速N)

1.N1=V/(D x π)
　　=9.5/(0.2x3.14)
　　=15r/min (rpm)
2.N2=N1x(26/13)
　　=15x2/1
　　=30r/min (rpm)
3.τ=N2/N
   =30/1800
　=1/60(马达转速,Input rpm)
扭
力
决定减速比后，由使用机械之条件换算其扭力
1. 先算出输送带滚轮之扭力(T1)
T1=(μ x荷重x滚轮半径)/η1
2. 再换算成减速机出力轴所须扭力(T2)
T2=(T1x炼轮减速比) /η2
1.T1=μ x W (D/2)/η1
　　=0.15x600x(0.2/2) /0.95
　　=9.5kgf-m
2.T2=(T1x1/2)/η2
=(9.5x1/2)/ 0.9
　　=5.28kgf-m
负
荷
条
件
查负荷系数表
T3=T2 x K
=5.28x1.25
=6.6kgf-m
马
力
最后换算成马力(Hp)
Hp=(补正扭力x出力轴转数)/716.2
Hp=(T3xN2)/716.2
=(6.6x35)/716.2
=0.3(1/2Hp马达适用)

型
号
选
定
根据型号速比对照表1/2Hp、减速比1/60，型号306适用。

负荷系数表
负荷条件　TOP

原动机
传动机负荷等级
每日使用时间
0.50 hr
2hrs
8--10 hr
10--24hr
电动机
均一负荷
0.80
0.90
1.00
1.25
中 冲 击
0.90
1.00
1.25
1.50
重 冲 击
1.00
1.25
1.50
1.75
补正扭力=减速机出力轴扭力x系数

如何选择电机的计算公式
范例(2)
TOP

搬运物总重量 ︰W=600kg
搬送速度 ︰V=9.5m/min
炼轮传动效率 ︰η1=0.95
减速机传动效率 ︰η2=0.9
运转时间 ︰8小时/日
起动次数 ︰1回/分， 均一负荷
使用电源 ︰三相200V，60Hz

选 定 之 注 意 事 项
计 算 范 例
减

速

比
藉由必要的入力轴回转数及出力轴回转数来选定减速比
1. 先求出输送带滚轮回转数(N1)
N1=搬送速度/(滚轮直径x π)
2. 再求出减速机出力轴回转数(N2)
N2=N1/炼轮齿数减速比
3. 以3ψ,60Hz之马达计算减速比(τ)
τ=出力轴回转数/入力轴回转数(马达转速N)

1.N1=V/(D x π)
=9.5/(0.2x3.14)
=15r/min
2.N2=N1/i
=15/(2/1)
=30r/min
3.τ=出力轴回转数/入力轴回转数
=30/1800
=1/60(马达转速)
扭

力
决定减速比后，由使用机械之条件换算其扭力
1. 先算出输送带滚轮之扭力(T1)
T1=(μ x荷重x滚轮半径)/η1
2. 再换算成减速机出力轴所须扭力(T2)
T2=(T1x炼轮减速比) /η2

1.T1=W(D/2)x(1/η1)
=600x(0.2/2)
=60kg-m
2.T2=T1x1/2x1/η2
=60x1/2x1/0.9
=33.3kg-m
负
荷
条
件
根据运转条件算出补正扭力(T3)
T3=T2x运转条件(系数K)
T3=T2xK
　 =33.3x1
　 =33.3kgf-m
马
力
最后换算成马力(Hp)
　Hp=(T x N)/716.2
Hp= (T x N)/716.2
　 =(33.3x30)/716.2
　 =1.39……(2HP)

型
号
选
定
根据本目录型号速比一览表2Hp、减速比1/60，型号310

电动机扭距计算
电机的“扭矩”，单位是 N•m（牛米）
计算公式是 T=9549 * P / n 。
P是电机的额定（输出）功率单位是千瓦（KW）
分母 是额定转速 n 单位是转每分 (r/min)
P和 n可从 电机铭牌中直接查到。
如果没有时间限制1000W的电动机可以拖动任何重量的物体

1.1KW的电机输出扭矩为7.2N*m，要是不经过减速要提升1T的东西是不可能的。很简单的道理你可以用P=FV/1000计算出你可以达到的最大升降速度，这里要根据你的传动装置考虑效率进去。F单位是N，V单位是m/s，P千瓦。注意单位换算。计算下来最大升降速度为0.11m/s。

电动机的名牌上有功率P，有转速n，有功率因数cosφ一般为0.85-0.9左右，设效率为η一般为0.9左右，
设电机扭矩T
则，T=9550*P/n
T---扭矩 Nm
P--功率 KW
n---转速 r/min
Tsav=0.5T(Ts+Tcr), Tsav：平均启动扭矩。Ts最初启动扭矩 。Tcr：牵入扭矩。

电机负荷的计算方法
　　一、计算折合到电机上的负载转矩的方法如下：
　　1、水平直线运动轴：
　　9.8*µ·W·PB
　　TL= 2π·R·η (N·M)
　　式 PB：滚珠丝杆螺距(m)
　　µ：摩擦系数
　　η：传动系数的效率
　　1/R：减速比
　　W:工作台及工件重量 (KG)
　　2、垂直直线运动轴：
　　9.8*(W-WC)PB
　　TL= 2π·R·η (N·M)
　　式 WC：配重块重量(KG)
　　3、旋转轴运动：
　　T1
　　TL= R·η (N·M)
　　式 T1：负载转矩(N·M)
　　二：负载惯量计算
　　与负载转矩不同的是，只通过计算即可得到负载惯量的准确数值。不管是直线运动还是旋转运动，对所有由电机驱动的运动部件的惯量分别计算，并按照规则相加即可得到负载惯量。由以下基本公式就能得到几乎所有情况下的负载惯量。
　　1、 柱体的惯量
　　D(cm)
　　L(cm)
　　由下式计算有中心轴的圆柱体的惯量。如滚珠丝杆，齿轮等。
　　πγD4L (kg·cm·sec2)或 πγ·L·D4(KG·M2)
　　JK= 32*980 JK= 32
　　式 γ：密度(KG/CM3) 铁：γ〧7.87*10-3KG/CM3=7.87*103KG/M3
　　铝：γ〧2.70*10-3KG/CM3=2.70*103KG/M3
　　JK：惯量(KG·CM·SEC2)(KG·M2)
　　D：圆柱体直径(CM)·(M)
　　L：圆柱体长度(CM )·(M)
　　2、 运动体的惯量
　　用下式计算诸如工作台、工件等部件的惯量
　　W PB 2
　　JL1= 980 2π (KG·CM·SEC2)
　　PB 2
　　=W 2π (KG·M2)
　　式中：W：直线运动体的重量(KG)
　　PB：以直线方向电机每转移动量(cm)或(m)
　　3、 有变速机构时折算到电机轴上的惯量
　　1、 电机
　　Z2
　　J JO
　　Z1
　　KG·CN：齿轮齿数
　　Z1 2
　　JL1= Z2 *J0 (KG·CM·SEC2)(KG·M2)
　　三、运转功率及加速功率计算
　　在电机选用中，除惯量、转矩之外，另一个注意事项即是电机功率计算。一般可按下式求得。
　　1、 转功率计算
　　2π·Nm·TL
　　P0= 60 (W)
　　式中：P0：运转功率(W)
　　Nm：电机运行速度(rpm)
　　TL：负载转矩(N·M)
　　2、 速功率计算
　　2π·Nm 2 JL
　　Pa= 60 Ta
　　式 Pa ：加速功率 (W)
　　Nm：电机运行速度(rpm)
　　Jl：负载惯性 (KG·M2)
　　Ta：加速时间常数(sec)

1.电机扭矩:35NM,额定转速1500转
2.丝杠螺距10mm,直径80.
如何得到在丝杠端产生的推力.
一位教授要我按照F = 2* M /(d*tan(A+B)) [M:力矩,D2丝杆中径,A为螺蚊升角,B为当量磨擦角]
但我计算的结果与机械设计的参数出入很大,不知道哪里有问题,这个公式是正确的吗?
此法不对。
1、丝杠中径在扭矩推力关系中没有直接联系，仅通过影响螺旋升角间接影响（但在校验时，须在计算推力与对应中径的丝杠的轴向额定负载中取小值）；
2、当量摩擦角仅影响滚道受力状态（参与丝杠副受力分析），但对推力扭矩的关系不产生影响；
3、上例为：F=2πM/P=18692 N；（相同扭矩下，推力仅是导程的函数）
4、转速对推力没有影响，但对于运动过程表征其与机械效率的函数，功率校验时建议取η=0.85核定。
注：目前业内常常将机械效率在受力分析中体现，实为误区，效率是一个过程量，力则是点量，好比电压与电流分别跟电阻的关系。
祝成功。