【机械设计选型】电机选型计算方法详解
【机械设计选型】电机选型计算方法详解
电机选型是机电或光机电一体化系统设计中的关键环节。本文通过一个具体的链传动案例，详细介绍了电机选型的主要步骤和计算方法，包括负载功率计算、电机输出功率确定、转速和扭矩匹配等关键参数的分析。
在机电或光机电一体化系统中，电机的选型主要从计算负载功率到电机所需输出功率为主，再依次根据系统所需的转速，扭矩，转动惯量进行电机选型匹配。
案例分析：链传动系统电机选型
假设一个简单的链传动系统，用到两条链进行输送，链轮直径400mm，每条链条15kg。每个载物板和负载总重10kg，共40个。链条输送速度为0.2m/s（低速），需要选取合适的电机。
1. 计算总摩擦力
首先计算系统中的总摩擦力：
$$
f_{总} = \mu \times m \times g = \mu \times M_{总} \times g = 0.2 \times （15 \times 2 + 40 \times 10 ） \times 9.8 = 842.8 \text{ N}
$$
2. 计算负载功率
在匀速运动时，系统的驱动力等于总摩擦力：
$$
F = f_{总} = 842.8 \text{ N}
$$
根据负载功率的计算公式：
$$
P_{负载} = F \times V = 842.8 \times 0.2 = 168.56 \text{ W}
$$
3. 计算电机名义功率
根据链传动的效率η（这里选0.6），计算电机的名义功率：
$$
P_{名义功率} = P_{电机输出} = \frac{P_{负载}}{\eta} = \frac{168.56}{0.6} = 280.9 \text{ W}
$$
4. 计算电机扭矩
对链轮进行分析，计算电机所需的转矩：
$$
M = f_{总} \times R = 842.8 \times 0.2 = 421.4 \text{ Nm}
$$
根据电机转矩计算公式：
$$
T = \frac{9550 \times P}{n} = \frac{9550 \times 0.2}{2000} \approx 1 \text{ Nm}
$$
可以看出，电机输出转矩远不足以满足系统需求。因此，需要提高电机功率，并通过匹配减速器以及在20%——80%间减小电机转速，以完成最终的电机选型。
总结
电机选型是一个涉及多个参数的复杂过程，需要综合考虑负载功率、转速、扭矩和转动惯量等因素。通过上述案例分析，我们可以看到，一个合理的电机选型方案需要通过精确的计算和合理的参数匹配来实现。