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电机扭矩计算之重物升降具体过程

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1#
发表于 2017-3-19 13:25:34 | 只看该作者 | 只看大图 回帖奖励 | 倒序浏览 | 阅读模式
本帖最后由 georgemcu 于 2017-3-19 13:31 编辑

由于最近正好给自己做一款连杆相关计算的小软件,看到这题目正好拿来练手,以便完善我的工具。
xiaobing86203的问题引用:
//www.szfco.com/thread-481677-1-1.html

现有的电机负载转矩计算方法,其中垂直直线运动轴的计算都是依附在滚珠丝杆上面,即使负载的产品很重,因为有丝杆在也能抵消一些重力;若没有丝杆,重物垂直升降,那电机扭矩该如何计算?


最近在设计振动试验设备,在做原理方案时,重物要直接升降运动,因之前的设计都是有丝杆做为介质,这次没了丝杆反而不知道如何计算了?哪位大神给支个招~

(PS:我这边初步做了下分析,结果要升降这个重物的扭矩要370牛米,算出来这么大的力把我吓一跳,感觉太不准了)


由于本来是想通过回复的方式,但是回帖没办法直接插入图片,请允许我领外立一个主题,顺变增加一下我的主题数。

由于不知道更多的信息,我将做一些假设。
1.假设电机匀速运动,速度为10rad/s
2.忽略摩擦
3.零件尺寸通过临摹图片获得,由于是二维图,零件厚度我们假设为20mm,材料均为304。


通过建模获取相关零件参数,统计如下。
1.转盘半径150mm,厚度20mm,质量11.31kg,转动惯量127234.502kg.mm^2(质心)

2.中间连杆长度300mm(孔中心距260mm),厚度20mm,质量2.343kg,转动惯量17542.737kg.mm^2(质心)

3.平台 质量281.844kg
大致的输入数据已经齐了,打开我的小工具,并建立模型并输入相关数据。

得到数据,导入EXCEL(主要是便于观察数据)

大致计算已经完成。
系统转动惯量与具体的运动方式无关,但是转矩与你电机运动的运动规律确切相关,以上得到的转矩为假设以10rad/s匀速运动而需要的扭矩。
不同的运动规律需要的转矩是不一样的,另外系统等效惯量与需要的扭矩为驱动盘位置的函数,具体可见以上曲线图。
以前计算过程,如果与各位大神计算的有出入,望请指导。谢谢!

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xiaobing86203 + 1 热心助人,专业精湛!
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2#
发表于 2017-3-19 13:39:10 | 只看该作者
期待楼主的小工具!
3#
发表于 2017-3-19 14:27:00 | 只看该作者
SW motion 做
4#
发表于 2017-3-19 17:34:45 | 只看该作者
楼主厉害了,问下横坐标是角度吧?大概是转一圈的数据?

点评

是的,逆时针旋转一周 PS,原来回复也是可以上传图片的,哈哈! 点评不能! 详情 回复 发表于 2017-3-19 18:40
5#
楼主 | 发表于 2017-3-19 18:40:17 | 只看该作者
禾木工匠 发表于 2017-3-19 17:34
楼主厉害了,问下横坐标是角度吧?大概是转一圈的数据?

是的,逆时针旋转一周
PS,原来回复也是可以上传图片的,哈哈!
点评不能!

点评

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6#
发表于 2017-3-19 20:01:40 | 只看该作者
期待楼主的小软件
7#
发表于 2017-3-19 21:03:42 | 只看该作者
感谢楼主专业精湛的对应。
感觉,匀速转动时转矩,与其相比,启动加速或减速时需要的转矩更大。

点评

那是肯定的! 这是问什么在伺服电机选型计算里面有1/3法则的原因,那也只是个大概! 实际运用中我们的加速时间很短,加速度就很大,大概可以这样看T=J*alpha ,等效惯量是哪个位置函数,再乘以一个很大的加速度,那 详情 回复 发表于 2017-3-19 21:14
8#
楼主 | 发表于 2017-3-19 21:14:17 | 只看该作者
子子61961 发表于 2017-3-19 21:03
感谢楼主专业精湛的对应。
感觉,匀速转动时转矩,与其相比,启动加速或减速时需要的转矩更大。

那是肯定的!
这是问什么在伺服电机选型计算里面有1/3法则的原因,那也只是个大概!
实际运用中我们的加速时间很短,加速度就很大,大概可以这样看T=J*alpha ,等效惯量是哪个位置函数,再乘以一个很大的加速度,那么需要转矩就更加大了。
9#
发表于 2017-3-19 21:21:39 | 只看该作者
georgemcu 发表于 2017-3-19 22:14
那是肯定的!
这是问什么在伺服电机选型计算里面有1/3法则的原因,那也只是个大概!
实际运用中我们的 ...

谢谢回复。印象中加速时一般很少会做匀加速运动,比如做单弦运动,然后求其中的加速度最大值。

点评

可以选择加速方式,甚至可以让伺服电机按你规定的运动规律来走,都可以的。 具体做电机选型计算的时候,可以使用粗略的方式来计算。 T=J系统等效惯量*最大加速度 这个是为什么我把系统等效惯量也列了出来,便于楼 详情 回复 发表于 2017-3-19 21:29
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楼主 | 发表于 2017-3-19 21:29:43 | 只看该作者
子子61961 发表于 2017-3-19 21:21
谢谢回复。印象中加速时一般很少会做匀加速运动,比如做单弦运动,然后求其中的加速度最大值。

可以选择加速方式,甚至可以让伺服电机按你规定的运动规律来走,都可以的。
具体做电机选型计算的时候,可以使用粗略的方式来计算。
T=J系统等效惯量*最大加速度
这个是为什么我把系统等效惯量也列了出来,便于楼主使用,而匀速运动是我假设的,实际用不到的,只是让大家有个感觉,这个转矩不是恒定的是转盘位置的一个函数。
问题的题主,到是可以使用我第一张图,也就是系统等效惯量。有了系统等效惯量的最大值后乘以最大的加速度,就可以粗略的求得需要的最大扭矩了。
如果是伺服选型的时候需要有一个惯量匹配的问题。

点评

不客气,有说的地方,还肯请指教 详情 回复 发表于 2017-3-19 22:55
好的,谢谢您的细致解释。 发表于 2017-3-19 21:36
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