伺服电机计算选择应用实例
如果负载惯量比3倍的电机惯量大的多，则控制特性将大大下降。此时，电机的特性需要特殊调整。使用中应避免这样大的惯量。若机械设计出现这种情况，请与FANUC联系。
1．2
加速力矩的计算
按下步骤计算加速力矩：
假定电机由NC控制加/减速，计算其加速度。将加速度乘 以总的转动惯量（电机的惯量 + 负载惯量），乘积就是加速力矩。计算式如下。
计算加速力矩：步骤1
·直线加/减速
1 Vm
Ta = × 2π× ×Jm×（1-e-ks。ta）+
1 Vm
+ × 2π× ×JL×（1-e-ks。ta）÷η
60
ta
60
ta
1
Vr = Vm×{1- (1- e-ks。ta )}
Ta·ks
Ta ta JL Vr Ks
η
:加速力矩(kgf·cm) :加速时间(sec) :负载的惯量(kgf.cm.s2) :位置回路的增益(sec-1) :机床的效率
Vm :电机快速移动速度(min-1) Jm :电机的惯量(kgf.cm.s2)
:加速力矩开始下降的速度(与Vm不同) (min-1)
例子: 在下列条件下进行直线加/减速：
电机为α2/3000。首先计算电机和负载惯量，然后计算 加速转矩。电机惯量Jm为0.0061(kgf.cm.s2)，Vm为3000(min-1)，ta为0.1(s),ks为30(sec-1)，JL=0.0247(kgf.cm.s2)。
Ta = 3000/60 ×2π×1/0.1×0.0061×（1-e）+ + 3000/60×2π×1/0.1×0.0247×（1-e-30×0.1）÷0.9 = 100.1(kgf.cm.) = 9.81(Nm)
-30×0.1
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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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