伺服电机计算选择应用实例
由α2/3000的速度-转矩特性可以看到，9.81（Nm）的加速
力矩处于断续工作区的外面（见上面的特性曲线和电机的数据单）。
（α2/3000的力矩是不够的。）
如果轴的运行特性（如，加速时间）不变，就必须选择大电机。比如，选择α3/3000（Jm为0.02 kgf.cm.s），重新计算加速力矩如下： Ta = 123.7(Kg.cm) = 12.1(Nm)
-1
Vr = 2049(min)
-1
由该式可知，加速时，在转速2049(min)时，要求加速力矩为12.1 Nm。由上面的速度-力矩特性可以看出，用α3/3000
电机可满足加速要求。由于已将电机换为α3/3000，则法兰盘尺寸已经变为130mm×130mm。若机床不允许用较大电机，就必须修改运行特性，例如，使加速时间延长。 ·不控制加/减速时 速度 指令 转矩 Vm Ta 时间 Vm 速度
公式为：
Vm 1
Ta = ×2π× ×（Jm+JL）
60
ta
2
ta 计算加速力矩：步骤2
1
Ta = ks 为了得到电机轴上的力矩T，应在加速力矩Ta上增加Tm （摩擦力矩）。 T = Ta+Tm
T = 12.1(Nm)+0.9(Nm) = 13.0 (Nm)
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伺服电机计算选择应用实例
计算加速力矩：步骤3
核算上面步骤2计算出的力矩T应小于或等于放大器已限 定的力矩。用相应电机的速度-转矩特性和数据单核算由步骤1算得的Vr时的T应在断续工作区内。
因为Vr为2049(min-1)，T为13.0(Nm)，用指定的时间常数加速是可能的（条件2）。
1．3 计算力矩的均方根值
计算快速定位频率 绘制快速定位一个周期的速度-时间和转矩-时间图，如下
图。普通切削时，快速定位的频率不会有问题；但是，对于 有些频繁快速定位的机床必须检查加/减速电流是否会引起 电机过热。
根据力矩-时间图可以得到一个运行周期的加于电机上力矩 的均方根值。对该值进行核算，确保要小于或等于电机的额 定力矩（条件3）。
Trms =
t0
（Ta+Tm）2 t2+Tm2t2+（Ta-Tm）2t1+To2t3
Ta ：加速力矩 Tm ：摩擦力矩
To ：停止时的力矩
如果Trms小于或等于电机静止时的额定力矩（Ts），则选择 的电机可以使用。（考虑到发热系数，核算时静止力矩应为 实际静止额定力矩的90%。
例子：
在下列条件下选用α3/3000（Ts=31 kgf.cm）=3.0Nm的电机：Ta=12.1 Nm,；Tm=To=0.9 Nm；t1= 0.1 s；t2=1.8s；t3=7.0s。
Trms = t0
（12.1+0.9）2×0.1+0.92×1.8+(12.1-0.9)2×0.1+0.92×7
= 20.2 Nm ＜ Ts×0.9=2.9×0.9=2.61 Nm 因此，用α3/3000电机可以满足上述运行条件。（条件3）
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伺服电机计算选择应用实例
计算在一个负载变化的 工作周期内的转矩Trms
若负载（切削负载，加/减速度）变化频繁，其力矩-时间图 如下图所示。用该图计算出力矩的均方根值后进行核算，和 上述一样，使其小于或等于电机的额定力矩。
1．4
计算最大切削
核算工作台以最大切削力矩Tmc运动的时间（在负荷期间 或ON的时间）要在希望的切削时间内。（条件5）
如果切削时加于电机轴上的Tmc（最大负载力矩）--由§1.1 算得的—小于电机的静止额定力矩(Tc)与α(热效率)的乘积，则所选电机可以满足连续切削。若Tmc大于该乘积（Tmc＞Tc×α），则按下述步骤计算负荷时间比（ton）。Tmc可以在整个切削周期内加到电机上。（假设α为0.9，考虑机床运行条件计算负荷百分比。）
Tmc＜Tc×α
可用最大切削力矩连续运行（用最大切削力
力矩的负荷百分比
矩运行的周期负荷百分比是100%）。
Tmc＞Tc×α 根据下图和公式计算周期负荷的百分比。 例如：
如§1.1的计算结果： Tmc=21.8 kgf.cm=2.1 Nm
OS: Tc=30 kgf.cm=2.9 Nm 2.9×0.9=2.6 Nm＞2.1 Nm=Tmc 连续切削不会有问题。
计算最大切削力矩的 周期负荷百分比
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电机的选择 伺服电机计算选择应用实例
用§1.3所述的方法计算一个切削周期内力矩的均方根值，指定时间ton和toff，以使均方根值不要超过静止额定力矩Tc与热效率α的乘积。则最大切削力矩的周期负荷百分比计算如下： 最大切削力矩的（Tmc）周期负荷百分比= t on
×100% T
例如：
假设Tmc=4.0 Nm；Tm=0.9 Nm
4.02 × t ont +0.92 × t off
＜ 2.6 Nm on+tof
因此 ton
1 t off
＜
1.6
即，非切削时间与切削时间的百分比为1.6，或更大一些。 周期负荷的百分比为：
t on
×100 = 38.5% t
off所以，α3/3000电机满足上述选择条件1—5。
根据加于电动机上的负载，快速运动速度，系统的分辨率等 条件选择电机。本节后面的“伺服电机的选择数据表”，可
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伺服电机计算选择应用实例
以帮助正确地选择。
将机床的数据添在表的1-3组中，寄到我公司的代表处，他 们将负责填写表中4-8组的电机数据，并将表寄回。表中数 据在§3.1和§3.2中详细解释。
3.1 非数据组
机床类型
机床型号
CNC装置
添入机床的型式，如：车床，铣床，加工中心等。 机床厂确定的型号。
使用的CNC系统，如：0MC，15T，16M等。 该组用于检查伺服电机的输出功率。
CNC指令使用的轴。若超过4个轴，添在第2张表上。 由FANUC填写。
主轴电机的功率
轴的名称
版本号，日期，名字等 3.2 数据
机床厂需填写1，2，3组数据，其后的数据如果能够确定也 可以添入。如果确定不了，可由FANUC代表填写。各项的
详细内容如下所述。
No.1 组
此组数据用于确定电机负载（惯量，力矩等）的近似值。该 组的全部数据都要添。
即运动部件如：工作台，刀架等的移动方向。若轴为斜向移 动，要添入与水平方向的角度（如60○）。
为了计算再生放电能量，无论是水平方向还是垂直方向都必 须指明。
·轴的运动方向
·驱动部件的重量 ·平衡锤
添入运动部件如工作台，刀架（包括工件，卡具等但不要包 含下一组中的平衡锤）等的最大重量。
垂直轴若有平衡锤请添入其重量，若用液压平衡请添入平衡 力。
添入工作台滑板的类型，如：滚动，滑动或是静压。若有其 它形式的滑动导轨材料，请说明。 按次添入丝杠的直径，节距，长度。
添入滚珠丝杠与进给电机之间的传动比，齿轮齿条时小齿轮 与进给电机间的传动比，回转工作台的转台与电机间的传动 比。
·工作台支撑 ·进给丝杠 ·传动比
No.2组
这组是选择电机的基本数据。其中某些数据的计算方法请见§4.1 和§4.2。
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