题目

电机功率转矩计算和选用
我需要一台电机,拖动重量为11KG的工件来回移动,摩擦系数为0.2,采用M10*2的丝杠变旋转运动为直线运动,要求直线运行速度最快为4MM/min,传动效率为0.95,请问我应选择多大功率的电机及电机转矩是多少,请各位大师指教,最好有详细计算方法 .
另我还想对此电机进行控制,假如它有两个控制按钮,一个是前进按钮一个是后退按钮,假如我有1-2-3-4-5-6-7个不同的位移量 1-2 位移量是4需要转720°就是2圈(M10X2 转动一圈的位移量就是2MM) 假设2-3位移量是2.65角度为467°3-4位移量是2.65 角度是450° 4-5位移量是3是角度650°5-6位移量是1.8角度是342°6-7位移量是1.6角度是234°但是运行的时候是无规律的,不会是从1-7在规律的返回7-1而是有可能1-5就返回也有可能1-3返回,返回的角度是跟进档角度一样,比如2-3是467°,通过控制自动返回467°.我改选用什么样的电机了?

提问时间：2020-07-29

答案

一看你的要求,涉及到位置定位的控制,肯定是要选用伺服或者步进电机了.摩擦力=重量*摩擦系数=11*9.8*0.2=21.56牛,克服摩擦力做的功率=摩擦力*距离=21.56*4*60/1000=5.1744瓦;工件需要动能=质量*速度平方/=11*((4/1000)*60)^2/2=0.3168瓦,所以工件在丝杆运动理论需要的功率=5.1744+0.3168=5.4192瓦,这个也是理论的电机功率（不考虑加速度和空气摩擦,机械损耗等）,你提供的丝杆我不清楚电机转一圈丝杆进给多少,我就假设是电机转X圈,丝杆进给1mm吧,你自己代入公式吧,那么丝杆每分钟走4mm,相当于电机要转4*X转/分,这个就是电机需要的最高转速n,电机需要扭矩=9550*电机功率（千瓦）/电机转速n,以上计算方法比较简单,是通过能量守恒的方法来计算,没有考虑加速度问题（你也没有提供要求）,所以计算出来你最好在这个基础上乘3倍以上的功率来考虑,毕竟功率非常小了,我估计你选50瓦以上的步进马达可以满足要求.
然后你说到的定位问题,很容易处理,你找一款带定位功能的PLC,比如三菱的FX系列随便一款,晶体管输出的,发脉冲给电机驱动器就可以实现你的功能,当然要根据工艺情况来编程了