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伺服电机控制大型圆盘转动 点击:6148 | 回复:125



123qwe _1

    
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发表于:2012-12-11 21:32:19
楼主
1、转盘直径2.5米,总质量大概2吨,轴承支撑转动;2、转盘中心连接一轴延伸到下端,套齿轮;3、伺服电机+40比减速,减速机轴套齿轮,带动转盘下齿轮,(齿轮与齿轮减速比4:1)联动转盘;4、转盘5秒内做一往复圆周运动。请问:电机多大比较适合;伺服控制定位要注意哪些问题。跪谢。



yanwen0227

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发表于:2012-12-12 06:39:51
1楼
500W的电机就应该可以了。

123qwe _1

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发表于:2012-12-12 09:29:51
2楼
引用 yanwen0227 的回复内容:500W的电机就应该可以了。


500W,怎么算的。。。。。。

123qwe _1

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发表于:2012-12-12 09:55:29
3楼

在线求啊。。。。。。。。。。。。

陈古今

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发表于:2012-12-12 11:08:40
4楼
转动型负载主要考虑转动惯量的计算,惯量满足要求,力矩一般合适。

刘志斌

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发表于:2012-12-12 11:48:53
5楼

转盘直径2.5米,总质量大概2吨,

 

1、因为你没有说转盘的形状,我按质量均匀分布转盘惯量计算

J=1/2Mr^2=0.5×2000×1.25×1.25=1560Kgm^2

 

刘志斌

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发表于:2012-12-12 11:52:31
6楼

转盘5秒内做一往复圆周运动

 

2、转盘的最大角速度是多少你没有说,怎么算?如果是微动和角速度较大的情况完全不同!

刘志斌

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发表于:2012-12-12 11:54:18
7楼
3、什么工艺需要这种运动,如果转盘速度大位移也大,靠电机作正反转有问题!?

ShowMotion

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发表于:2012-12-12 15:55:00
8楼

圆盘的转动惯量=mD^2/8=2000*2.5*2.5/8=1563kg.m^2;

折算到电机的转动惯量=1563/(40*40)=0.98kg.m^2.

这个惯量可不小啊,

大盘5秒一次往返圆周,相当于2.5秒一圈,并且是先加速后减速;

伺服2.5秒完成40圈先加速后减速,相当于1秒钟完成16圈的先加速后减速,折算成最小的平均速度960圈/min,最小的加速度是前0.5秒转到1920,后0.5秒1920到0转。最小加速度=3940转/min/s=65.7转/s/s=65.7*2*3.14=413.

最小的加速力矩T=J*a=0.98*413=405牛米,电机扭矩不小。

按照大电机的常规转速1500转/min,25转/s;

电机功率=405*25*2*3.14=63.585kW

 

刘志斌

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发表于:2012-12-12 17:33:20
9楼
“转盘5秒内做一往复圆周运动”,是往返1圈吗?

123qwe _1

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发表于:2012-12-12 17:59:43
10楼

谢谢大家的回复,方案论证修改中,到时候再来请教大家,十分感谢 陈古今 ,刘志斌ShowMotion 的解答,谢谢

123qwe _1

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发表于:2012-12-12 18:07:55
11楼
回复内容:
对:ShowMotion关于圆盘的转动惯量=mD^2/8=2000*2.5*2.5/8=1563kg.m^2;折算到电机的转动惯量=1563/(40*40)=0.98kg.m^2.这个惯量可不小啊,大盘5秒一次往返圆周,相当于2.5秒一圈,并且是先加速后减速;伺服2.5秒完成40圈先加速后减速,相当于1秒钟完成16圈的先加速后减速,折算成最小的平均速度960圈/min,最小的加速度是前0.5秒转到1920,后0.5秒1920到0转。最小加速度=3940转/min/s=65.7转/s/s=65.7*2*3.14=413.最小的加速力矩T=J*a=0.98*413=405牛米,电机扭矩不小。按照大电机的常规转速1500转/min,25转/s;电机功率=405*25*2*3.14=63.585kW 内容的回复:

谢谢,如果不考虑5秒一次往返圆周,按最经济的转速来控制来实现呢

123qwe _1

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发表于:2012-12-12 18:16:13
12楼
回复内容:
对:123qwe _1关于回复内容:对:ShowMotion关于圆盘的转动惯量=mD^2/8=2000*2.5*2.5/8=1563kg.m^2;折算到电机的转动惯量=1563/(40*40)=0.98kg.m^2.这个惯量可不小啊,大盘5秒一次往返圆周,相当于2.5秒一圈,并且是先加速后减速;伺服2.5秒完成40圈先加速后减速,相当于1秒钟完成16圈的先加速后减速,折算成最小的平均速度960圈/min,最小的加速度是前0.5秒转到1920,后0.5秒1920到0转。最小加速度=3940转/min/s=65.7转/s/s=65.7*2*3.14=413.最小的加速力矩T=J*a=0.98*413=405牛米,电机扭矩不小。按照大电机的常规转速1500转/min,25转/s;电机功率=405*25*2*3.14=63.585kW 内容的回复:谢谢,如果不考虑5秒一次往返圆周,按最经济的转速来控制来实现呢内容的回复:

忘记说了,齿轮与齿轮间有4比的减速

纵横军团_MCU

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发表于:2012-12-12 19:27:22
13楼
这个要会算圆盘的转动惯量,然后按照惯量匹配和工艺要求算出所需的电机转矩转速来选吧。

ShowMotion

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发表于:2012-12-12 20:25:39
14楼

内容的回复:忘记说了,齿轮与齿轮间有4比的减速


折算到电机的转动惯量=1563/(160*160)=0.061kg.m^2.

按照上面的计算你还是要降低圆盘的平均转速和加速度才能搞定,如果降到10s完成一次加减速,20秒往复:

相当于10秒一圈,也是先加速后减速;

伺服10秒完成160圈先加速后减速,相当于16圈/s的平均转速,就是960圈/min,最小的加速度是前5秒转到1920,后5秒1920到0转。最小加速度=32转/min/5s=6.4转/s/s=6.4*2*3.14=40.2.

最小的加速力矩T=J*a=0.061*40.2=2.45牛米。

按照小电机的常规转速3000转/min,50转/s;

电机功率=2.45*50*2*3.14=770W

小功率伺服的过载能力按3倍算,770W情况下还可以适当加快往复时间。

123qwe _1

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发表于:2012-12-12 20:43:11
15楼
回复内容:
对:ShowMotion关于 内容的回复:忘记说了,齿轮与齿轮间有4比的减速折算到电机的转动惯量=1563/(160*160)=0.061kg.m^2.按照上面的计算你还是要降低圆盘的平均转速和加速度才能搞定,如果降到10s完成一次加减速,20秒往复:相当于10秒一圈,也是先加速后减速;伺服10秒完成160圈先加速后减速,相当于16圈/s的平均转速,就是960圈/min,最小的加速度是前5秒转到1920,后5秒1920到0转。最小加速度=32转/min/5s=6.4转/s/s=6.4*2*3.14=40.2.最小的加速力矩T=J*a=0.061*40.2=2.45牛米。按照小电机的常规转速3000转/min,50转/s;电机功率=2.45*50*2*3.14=770W小功率伺服的过载能力按3倍算,770W情况下还可以适当加快往复时间。 内容的回复:

十分感谢你的解答,理论计算出来这样,不知道实际能做出来不

123qwe _1

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发表于:2012-12-12 22:01:18
16楼
不知道能否实现啊。。。。。。。。。。。。。。

刘志斌

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发表于:2012-12-12 22:49:36
17楼
1、转动惯量因为你没有说转盘的形状,我按质量均匀分布转盘惯量计算

J=1/2Mr^2=0.5×2000×1.25×1.25=1560Kgm^2

2、“转盘5秒内做一往复圆周运动”,是往返1周:

1)匀加速、匀减速对称,电动机电动、发电功率相同,正转和反转相同,这样5秒的正反转1周可以看成

    0.5周/1.25秒×4;

2)由于角位移θ、角加速度β、时间t的关系是:

 

刘志斌

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发表于:2012-12-12 22:58:49
18楼

3)转矩T、角加速度β、转动惯量J的关系是:

      T=Jβ

 

刘志斌

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发表于:2012-12-12 23:06:33
19楼

4)所以拖动转盘的转矩T为

123qwe _1

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20楼
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对:刘志斌关于 4)所以拖动转盘的转矩T为 内容的回复:

能带入算一下么,谢谢

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