伺服電機容量選擇指南

本文檔以實例為基礎，通過對機械系統部件構成及運行情況的計算，得出必要的電機容量參數，方便客戶選擇合適的伺服電機。容量選擇計算，主要流程如圖1所示，主要計算項目包括:

負載慣量（機械負載系統的慣量）

負載轉矩（驅動機械所需轉矩）

運行模式（加/減速時間）

圖1  容量選擇流程圖

容量選擇流

計算對于電機軸換算的機械系統負載慣量；

計算電機旋轉時隨轉動部分的慣量，并求出總和；

計算對于電機軸換算的負載轉矩；
 

    電機負載慣量（）

m 一般選擇在(0 ～ 30)，視運行場景而定（運動部件移動速度快數值可以選擇小點，運動部件移動速度緩慢數值可以選擇大點）;
電機負載轉矩（）

為安全系數
 

根據臨時選定電機參數計算出最短加速/減速時間  
最短加速/減速時間:
         

    已知最短加速/減速時間

        由運動模式，周期運行時間和速度關系如圖2，輸出轉矩繪制輸出轉矩特性曲線如圖3所示。

1)計算實際轉矩（）
計算一個循環周期內實際轉矩。
                            
2)比較實際轉矩和額定轉矩
如果實際轉矩小于額定轉矩，則符合運轉需求，可以購買使用。  
如果實際轉矩大于額定轉矩，則重新審核方案。
3)電機方案重新審核
l加大電機容量
l延長運轉頻率（周期時間）
l允許范圍內，將加速/減速時間加長一些
l當旋轉速度有余量時，加大減速比
l當升降機型停止時間長時，加機型制動
l高頻率運行時，盡量加大減速比，減少慣量矩
容量選擇計算實例
滾珠絲桿機構為例

圖4  滾珠絲桿模型圖

運轉模式

                        圖5  模型臺面移動速度與時間關系圖

u計算負載慣量（）
絲桿質量： 

絲桿慣量：

臺面負載慣量：

負載總慣量：

u計算負載轉矩（TL）
負載轉矩：

u臨時選定電機容量 
假設慣量比： m = 15 
電機額定慣量:

   電機額定力矩：
電機額定力矩：

查電機參數列表，初步選擇電機為 60BL A20-30（200W）型號電機。
 
u計算最短的加速/減速時間
已知移動距離0.3ｍ，求得最大速度

換算成電機轉速


最短加減速時間：

知最短加減速時間， 求加減速轉矩
知最短加減速時間，求加減速轉矩

u繪制轉矩特性曲線

u 計算實際轉矩（Trms）

u實際轉矩對比預選電機額定力矩
(說明預選電機各項參數指標在合理使用范圍內，預選電機60BLA20-30（200W）型號電機可以使用。)
附錄
<參考>

   附錄
<慣量計算>

附錄
<轉矩計算>