负载不变，导程加倍，电机要换吗？

jaychou315 · 发表于 2015-1-13 12:51:56

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现有一个丝杆驱动的工作台，客户嫌500mm/s的空移速度太慢，要加到1m,负载没有变化，原来是用松下400W伺服，感觉拖动这20KG左右的负载差不多刚刚好，怕换了导程大丝杆拖不动，会有影响吗？

tangcarlos3d · 发表于 2015-1-13 13:18:49

本帖最后由 tangcarlos3d 于 2015-1-14 10:28 编辑

按要求实际是负载不变，导程加大一倍，那么拖动功率是以前的2倍以上。如果以前空载功率没有一倍以上的余量，就要更换电机。有就不需要换。

jinqin11 · 发表于 2015-1-13 22:22:17

伺服直接连丝杆的吗？我记得系统中速度最快是10000（单位不知）
一般我们选择6000-8000

repzk031 · 发表于 2015-1-13 22:38:50

功率=力与速度的乘积

jaychou315 · 发表于 2015-1-14 01:25:20

tangcarlos3d 发表于 2015-1-13 13:18 static/image/common/back.gif$ c& H8 k; Y, c' t
按要求实际是负载不变，导程加大一倍，那么拖动功率是以前的2倍。如果以前空载功率没有一倍以上的余量，就要 ...

功率是根据转速和扭矩来选择的，负载不变也就是扭矩不变，实际电机的转速也不变，那也可以理解为电机的功率实际是没有变化的，我物理学的渣，大家见笑，有什么错误的地方还请指出来。

jaychou315 · 发表于 2015-1-14 01:29:43

补充上面的，负载不变是转动惯量不变,T=Jw，角加速度如果也不变那扭矩就是一样的，这样算对吗？

tangcarlos3d · 发表于 2015-1-14 06:38:33

本帖最后由 tangcarlos3d 于 2015-1-14 10:31 编辑

jaychou315 发表于 2015-1-14 01:25
8 X1 [: a0 R: x- w& t" s功率是根据转速和扭矩来选择的，负载不变也就是扭矩不变，实际电机的转速也不变，那也可以理解为电机的功 ...

你那说的是匀速状态下是这样。但是现在速度要加倍，如果启动时是满负载的话，那么加速度距离（时间）不变的话所需力是原来的四倍，所以需要的加速扭矩就是原来的四倍。这是由初速度为0的匀加速运动时2as=Vt^2!

gaoyns · 发表于 2015-1-14 09:17:32

功率P=FV 力F不变，螺距增大1倍相当于速度V增大1倍，所以功率P需增大1，即电机功率是原来的2倍。
至于加速度，加速时间很小，电机的外特性允许启动电流瞬间增大额定电流的7一8倍，况且丝扛的转动惯量很小，启动功率可不予考虑。

迎面一砖头 · 发表于 2015-1-14 10:50:08

1、选取电机和丝杠需要的考虑的问题包括转动惯量、驱动扭矩、转速等
2、仅加到丝杠导程，转动惯量未发生变化
3、驱动扭矩包括加减速的扭矩，匀速时的扭矩
4、匀速情况下，电机转矩需要克服负载作用在丝杠上的摩擦力，由于丝杠存在螺旋升角，由系统规定的匀速速度和电机转速可以推算出螺旋升角的大小，即计算出丝杠的导程；导程变化实际上是丝杠的螺旋升角变化，即负载所需要的电机提供的转动扭矩自然会发生变化
5、加减速情况下，由于存在加速度，电机需要额外提供更大的转矩以克服加速所产生的扭矩变化，此时需要确定的参数包括加速时间、最大速度从而确定加速度大小并求得加速驱动力的大小。
以上是计算所需的一些数据，对应你的案例，首先你需要确定一下，最大速度变化了，但是加速时间是否可以延长到原来的一倍，校核导程增加后系统所需的驱动扭矩大小，伺服电机虽然有瞬间的最大值，允许瞬间过载，但不是说可以一直在过载状态下工作，正常情况下你的计算值不要超过电机扭矩的80%，丝杠工作时有很大一部分时间是在重复加速和减速过程，既然使用了丝杠，一般都是走较为精密的步距，加减速是必须要考虑进去的。
驱动扭矩和转动惯量不足会造成包括负载爬行、抖动、电机过热等现象

迎面一砖头 · 发表于 2015-1-14 10:56:30

上述还包括丝杠直径的计算，详细未列出

jaychou315 · 发表于 2015-1-15 21:27:01

DYL790808 发表于 2015-1-14 10:50 static/image/common/back.gif
! `' s: m& t% t& R- i! D1、选取电机和丝杠需要的考虑的问题包括转动惯量、驱动扭矩、转速等6 L e2 M8 k) u8 j7 e
2、仅加到丝杠导程，转动惯量未发生变 ...

同意你说的，不同意楼上说的，我认为虽然速度加大了一倍，但是功率没变，因为单位时间做的功没变，电机做的功只是丝杆加负载的转动，相同的时间转的圈数是一样的，不能说因为因为螺纹传动把转动转化成直线移动功率就增加了一倍，如果说有增加那也是克服摩擦力所做的功。

jaychou315 · 发表于 2015-1-15 21:28:00

gaoyns 发表于 2015-1-14 09:17 static/image/common/back.gif! A/ k, B& A* _" I
功率P=FV 力F不变，螺距增大1倍相当于速度V增大1倍，所以功率P需增大1，即电机功率是原来的2倍。- E% i3 b, p% R" _4 v- }
至于加 ...

高工，不知道我这样理解对吗、

gaoyns · 发表于 2015-1-16 09:07:53

jaychou315 发表于 2015-1-15 21:28 static/image/common/back.gif
3 G* _4 W# A; w7 E- C1 i高工，不知道我这样理解对吗、

你理解有偏差，转速不变，螺距增大一倍，丝杠前进速度也增大一倍，在同样力的作用下，功率也增大一倍。
从另一方面看，功率是单位时间内所做的功，功等于力和路程的乘积，现在路程增大一倍，做的功也增大一倍，单位时间不变，功率也要增大一倍。像汽车一样，每小时跑50公里与每小时跑100公里消耗的功率能一样吗？！
所以那样理解是错误的。

迎面一砖头 · 发表于 2015-1-16 10:29:27

电机是克服摩擦力做功，而摩擦力是随着螺旋升角而变化，是三角函数关系，不能简单的用倍数做计算。
楼主可以把相关参数发上来，有机会让大家帮你计算一下，包括丝杠直径、导程、负载、结构方式等。

gaoyns · 发表于 2015-1-16 17:13:28

DYL790808 发表于 2015-1-16 10:29 static/image/common/back.gif
. O6 N& v5 ?+ X" c8 I2 s电机是克服摩擦力做功，而摩擦力是随着螺旋升角而变化，是三角函数关系，不能简单的用倍数做计算。% z2 y2 u- G" d( J
楼主可 ...

电机不仅仅是克服摩擦力做功，丝杆在托举重物时是克服重力而作功，而摩擦力只与摩擦系数和正压力有关。不管受什么力，其功率都得遵循公式：P＝FV，这是很简单的道理。

迎面一砖头 · 发表于 2015-1-19 11:42:06

gaoyns 发表于 2015-1-16 17:13 static/image/common/back.gif
3 r9 v8 ^4 {: ~* v6 ^; A电机不仅仅是克服摩擦力做功，丝杆在托举重物时是克服重力而作功，而摩擦力只与摩擦系数和正压力有关。不 ...

P=FV中的F由谁来提供，通过什么手段来实现，即由什么机构传动，那么F就不是表面上的二倍关系，要比二倍复杂很多的计算，的确不是简单的道理。

gaoyns · 发表于 2015-1-19 14:04:35

DYL790808 发表于 2015-1-19 11:42 static/image/common/back.gif
; u5 c; ^ n! O( sP=FV中的F由谁来提供，通过什么手段来实现，即由什么机构传动，那么F就不是表面上的二倍关系，要比二倍复 ...

大概你连主题都没看清，主题中明明告知负载为40Kg，楼主已提供！
这里没那么复杂。就是螺距增大一倍，即速度增大一倍，其它没有变化。

jaychou315 · 发表于 2015-2-14 04:03:49

经过这么些天的资料的查阅，已经弄清楚这个问题了，计算公式见下图：
QQ图片20150214040620.png

也就是说，计算的时候不用考虑功率（暂时理解为功率是不变的），只用考虑转动惯量和转矩就行了，由公式可以得出导程加倍，负载的惯量增加了4倍（导程的平方倍），这个时候就要考虑原来的电机的惯量与此惯量是否能匹配的问题就行了，OVER!

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