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標(biāo)題: 請問馬達(dá)功率如何計(jì)算? [打印本頁]

作者: dlll 時(shí)間: 2008-10-18 11:01
標(biāo)題: 請問馬達(dá)功率如何計(jì)算?
一根外徑300，壁厚30，長度3000的無縫鋼管，要求在10秒內(nèi)加速到3000rpm，請問需要多大的馬達(dá)?如何計(jì)算，麻煩寫出計(jì)算工程，十分感謝!!!

作者: 天上人間 時(shí)間: 2008-10-18 15:59
我試計(jì)算一下，如有不對之處歡迎行家拍磚：
J=1/2ρπh(R^4-r^4)=1/2x7.85x1000xπx3x(0.15^4-0.12^4)=11.0566kg.m^2
a=△ω/△t=(3000-0)/60/10=5r/s^2
T=Ja=11.0566x5=55.283N.m
因T=9550p/n
故p=17.366kw
取P=18.5kw
J——轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
a——角加速度
T——轉(zhuǎn)矩
P——功率

[ 本帖最后由天上人間于 2008-10-18 16:01 編輯 ]

作者: dlll 時(shí)間: 2008-10-18 17:35

原帖由 天上人間 于 2008-10-18 15:59 發(fā)表
我試計(jì)算一下，如有不對之處歡迎行家拍磚：
J=1/2ρπh(R^4-r^4)=1/2x7.85x1000xπx3x(0.15^4-0.12^4)=11.0566kg.m^2
a=△ω/△t=(3000-0)/60/10=5r/s^2
T=Ja=11.0566x5=55.283N.m
因T=9550p/n
故p=17.366kw
取 ...

先謝謝樓上的回答。a=△ω/△t=(3000-0)/60/10=5r/s^2我覺得應(yīng)該乘以2π，a=10πrad/s^2
如果不考慮加速扭矩(即加速時(shí)間可以延長，不然功率太大了)，就單單計(jì)算在3000rpm左右穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)需要的馬達(dá)功率多大？期待回答，謝謝!!!

作者: 機(jī)械神話 時(shí)間: 2008-10-19 08:19
如果不考慮加速扭矩(即加速時(shí)間可以延長，不然功率太大了)
也就是說不要求在要求在10秒內(nèi)加速到3000rpm？

作者: dlll 時(shí)間: 2008-10-19 19:32

原帖由 機(jī)械神話 于 2008-10-19 08:19 發(fā)表
如果不考慮加速扭矩(即加速時(shí)間可以延長，不然功率太大了)
也就是說不要求在要求在10秒內(nèi)加速到3000rpm？

是的。

我只想計(jì)算在3000rpm左右穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)需要的馬達(dá)功率（或扭矩）多大？期待回答，謝謝!!!

作者: LZS7588292 時(shí)間: 2008-10-19 19:52
請教這個(gè)公式是怎么來的J=1/2ρπh(R^4-r^4)

作者: 機(jī)械神話 時(shí)間: 2008-10-19 20:12
標(biāo)題: 回復(fù) 5# dlll 的帖子
這個(gè)就要看你的傳動(dòng)裝置了，比如軸承等。
理論上，只要電機(jī)額定速度大于3000轉(zhuǎn)，而且電機(jī)的特性（查看電機(jī)的速度-扭矩圖）能滿足啟動(dòng)時(shí)的最大靜摩擦力矩，那么鋼管將會(huì)越轉(zhuǎn)越快，最終會(huì)到達(dá)電機(jī)的額定速率3000轉(zhuǎn)。
問題是，你怎么知道電機(jī)能克服啟動(dòng)慣量，所以還是要計(jì)算，還是不能避免討論加速扭矩。

作者: 機(jī)械神話 時(shí)間: 2008-10-19 20:44

原帖由 LZS7588292 于 2008-10-19 19:52 發(fā)表
請教這個(gè)公式是怎么來的J=1/2ρπh(R^4-r^4)

(, 下載次數(shù): 95)

作者: dlll 時(shí)間: 2008-10-19 21:35

原帖由 機(jī)械神話 于 2008-10-19 20:12 發(fā)表
這個(gè)就要看你的傳動(dòng)裝置了，比如軸承等。
理論上，只要電機(jī)額定速度大于3000轉(zhuǎn)，而且電機(jī)的特性（查看電機(jī)的速度-扭矩圖）能滿足啟動(dòng)時(shí)的最大靜摩擦力矩，那么鋼管將會(huì)越轉(zhuǎn)越快，最終會(huì)到達(dá)電機(jī)的額定速率3000轉(zhuǎn)。
...

謝謝機(jī)械神話大俠指點(diǎn)，您說的“問題是，你怎么知道電機(jī)能克服啟動(dòng)慣量，所以還是要計(jì)算，還是不能避免討論加速扭矩�！币�?yàn)榧铀倥ぞ匚抑涝趺从?jì)算，如果扭矩大于預(yù)期值，我就會(huì)考慮把加速時(shí)間加長，這樣角加速度就會(huì)下降，扭矩就會(huì)相應(yīng)降低，這個(gè)在加速時(shí)間和加速扭矩相互兼顧取的一個(gè)合理值我都沒有問題。

您說的“那么鋼管將會(huì)越轉(zhuǎn)越快，最終會(huì)到達(dá)電機(jī)的額定速率3000轉(zhuǎn)”，但是就是這個(gè)穩(wěn)定在3000轉(zhuǎn)所需要的扭矩?zé)o法計(jì)算。減速扭矩我也會(huì)計(jì)算，因?yàn)榭偟呐ぞ嘏c加速、穩(wěn)定運(yùn)行、減速、停止各個(gè)階段的扭矩大小及各階段所占的相應(yīng)時(shí)間有關(guān)，所以沒辦法算出總的扭矩，也就無法算出馬達(dá)功率。

請問穩(wěn)定在3000轉(zhuǎn)所需要的扭矩如何計(jì)算？謝謝�。�！
附圖為參考示意圖。

作者: vivi 時(shí)間: 2008-10-19 21:48
哦，原理如此。

作者: 機(jī)械神話 時(shí)間: 2008-10-19 22:07

原帖由 dlll 于 2008-10-19 21:35 發(fā)表

謝謝機(jī)械神話大俠指點(diǎn)，您說的“問題是，你怎么知道電機(jī)能克服啟動(dòng)慣量，所以還是要計(jì)算，還是不能避免討論加速扭矩�！币�?yàn)榧铀倥ぞ匚抑涝趺从?jì)算，如果扭矩大于預(yù)期值，我就會(huì)考慮把加速時(shí)間加長，這樣角加速度就會(huì)下降，扭矩就會(huì)相應(yīng)降低，這個(gè)在加速時(shí)間和加速扭矩相互兼顧取的一個(gè)合理值我都沒有問題。

您說的“那么鋼管將會(huì)越轉(zhuǎn)越快，最終會(huì)到達(dá)電機(jī)的額定速率3000轉(zhuǎn)”，但是就是這個(gè)穩(wěn)定在3000轉(zhuǎn)所需要的扭矩?zé)o法計(jì)算。減速扭矩我也會(huì)計(jì)算，因?yàn)榭偟呐ぞ嘏c加速、穩(wěn)定運(yùn)行、減速、停止各個(gè)階段的扭矩大小及各階段所占的相應(yīng)時(shí)間有關(guān)，所以沒辦法算出總的扭矩，也就無法算出馬達(dá)功率。# W6 h' Y! Y9 t+ O7 _. ~

請問穩(wěn)定在3000轉(zhuǎn)所需要的扭矩如何計(jì)算？謝謝�。�！
附圖為參考示意圖。

指點(diǎn)不敢當(dāng)，我這是說出了自己的想法，大家共同討論。

1.就你所說的，先不去考慮你的啟動(dòng)過程，因?yàn)閱?dòng)沒有問題，然后電機(jī)速度從0開始增加，當(dāng)電機(jī)的某一速度所對應(yīng)的扭矩值等于你的系統(tǒng)負(fù)載，那這個(gè)速度就是就是最終速度。一般而言，選電機(jī)有扭矩和速度兩個(gè)參數(shù)，電機(jī)就可以定了，功率是它們的函數(shù)（有9550的那個(gè)公式應(yīng)該都熟記吧）。所以你問“請問穩(wěn)定在3000轉(zhuǎn)所需要的扭矩如何計(jì)算？”，就等于軸重X軸承摩擦系數(shù)X軸之半徑。只要我有了這個(gè)力，我就可以保持設(shè)備的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在什么速度上勻速，就要看你的電機(jī)啟動(dòng)后，到達(dá)這個(gè)數(shù)值時(shí)電機(jī)所對應(yīng)的速度。電機(jī)的輸出扭矩是隨速度的增加而減少的。

2.沒有必要算總的扭矩，只要算最大扭矩就可以了。

不知道你有沒有理解我的觀點(diǎn).

作者: dlll 時(shí)間: 2008-10-20 21:10

原帖由 機(jī)械神話 于 2008-10-19 22:07 發(fā)表

指點(diǎn)不敢當(dāng)，我這是說出了自己的想法，大家共同討論。

1.就你所說的，先不去考慮你的啟動(dòng)過程，因?yàn)閱?dòng)沒有問題，然后電機(jī)速度從0開始增加，當(dāng)電機(jī)的某一速度所對應(yīng)的扭矩值等于你的系統(tǒng)負(fù)載，那這個(gè)速度就是 ...

謝謝機(jī)械神話大俠費(fèi)心回答。
您說的“就等于軸重X軸承摩擦系數(shù)X軸之半徑”。這個(gè)我在提這個(gè)問題前曾經(jīng)算過：資料上的深溝球軸承摩擦系數(shù)都介于0.001～0.005我取0.005，無縫鋼管重5900N（那時(shí)計(jì)算沒有加上皮帶輪等的重量及皮帶拉力對軸承的負(fù)荷，但是這些影響都比較�。�，力臂取軸承外圈內(nèi)半徑140MM（我覺得不能算軸之半徑130MM，因?yàn)槟Σ恋牟糠质窃谳S承滾道上，您說呢？），0.005*5900*0.14＝4.13NM（兩個(gè)軸承摩擦系數(shù)我計(jì)算時(shí)沒有乘以2，您覺得要乘以2嗎？），4.13NM這個(gè)數(shù)值太小了，與我按10秒加速算的加速扭矩需要345NM（這個(gè)我覺得應(yīng)該不會(huì)錯(cuò)，2樓的天上人間大俠計(jì)算的角加速度好像是少乘了2π）相差太大了（我以前計(jì)算過的加速扭矩與穩(wěn)定運(yùn)行扭矩的比值從來沒有超過20，印象中好像最大的比值為17，而這次比值高達(dá)83），所以我懷疑我的0.005*5900*0.14＝4.13NM計(jì)算方法是錯(cuò)誤的。是不是應(yīng)該考慮到由于高速運(yùn)轉(zhuǎn)（3000rpm）而導(dǎo)致有其它負(fù)荷產(chǎn)生？
另外您提到我說的“總的扭矩”的問題，我說“因?yàn)榭偟呐ぞ嘏c加速、穩(wěn)定運(yùn)行、減速、停止各個(gè)階段的扭矩大小及各階段所占的相應(yīng)時(shí)間有關(guān)”，“總的扭矩”這個(gè)可能是我用詞不當(dāng)，不然應(yīng)該叫有效扭矩（還是平均扭矩），總之是記不大清楚了，讓您見笑了。但是計(jì)算方法我記得很清楚，就是各個(gè)階段的扭矩的平方乘以相應(yīng)時(shí)間的和除以總時(shí)間的根號(hào)。反正就是依靠這個(gè)扭矩來反推確定馬達(dá)的功率，而不是依靠最大扭矩確定馬達(dá)的功率（當(dāng)然也可以，但是這樣馬達(dá)功率就偏大浪費(fèi)了），這些對我都沒有問題。我的主要問題還是覺得自己穩(wěn)定運(yùn)行段的扭矩計(jì)算不對，所以提出“不考慮加速扭矩，就單單計(jì)算在3000rpm左右穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)需要的馬達(dá)功率（或扭矩）多大？”是不是應(yīng)該考慮到由于高速運(yùn)轉(zhuǎn)（3000rpm）而導(dǎo)致有其它負(fù)荷產(chǎn)生？

作者: 天上人間 時(shí)間: 2008-10-21 15:37

原帖由 dlll 于 2008-10-18 17:35 發(fā)表

先謝謝樓上的回答。a=△ω/△t=(3000-0)/60/10=5r/s^2我覺得應(yīng)該乘以2π，a=10πrad/s^2
如果不考慮加速扭矩(即加速時(shí)間可以延長，不然功率太大了)，就單單計(jì)算在3000rpm左右穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)需要的馬達(dá)功率多大？ ...

應(yīng)該不需要乘以2π。
如果要乘以2π，那電機(jī)啟動(dòng)功率P就要109kw。那好像太大了吧！

作者: 機(jī)械神話 時(shí)間: 2008-10-21 16:24

原帖由 dlll 于 2008-10-20 21:10 發(fā)表

但是計(jì)算方法我記得很清楚，就是各個(gè)階段的扭矩的平方乘以相應(yīng)時(shí)間的和除以總時(shí)間的根號(hào)。反正就是依靠這個(gè)扭矩來反推確定馬達(dá)的功率，而不是依靠最大扭矩確定馬達(dá)的功率（當(dāng)然也可以，但是這樣馬達(dá)功率就偏大浪費(fèi)了），這些對我都沒有問題。

個(gè)人意見。
我一再強(qiáng)調(diào)要考慮電機(jī)的性能和特性，但為什么樓主你從未提及呢？
電機(jī)是可以短時(shí)間過載的，在啟動(dòng)時(shí)可以超過電機(jī)的額定功率，計(jì)算好了最大扭矩后，就可以查看電機(jī)的峰值轉(zhuǎn)矩是否符合啟動(dòng)要求，穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)矩是否符合你的設(shè)備達(dá)到3000轉(zhuǎn)的要求。

我同意你所說的公式“各個(gè)階段的扭矩的平方乘以相應(yīng)時(shí)間的和除以總時(shí)間的根號(hào)”，這是所有機(jī)械設(shè)計(jì)或機(jī)械原理教科書上都有的，不過這個(gè)是理論計(jì)算，實(shí)際上無法計(jì)算或很難計(jì)算，至少我從沒有信心算過。因?yàn)槲腋静恢栏鱾€(gè)階段的扭矩是多少，而且這個(gè)階段又花了多少時(shí)間，這個(gè)是由電機(jī)的脾氣決定的。

也謝謝你費(fèi)時(shí)間和我討論，如果有不足或不對，請一定告知。

作者: 機(jī)械神話 時(shí)間: 2008-10-21 16:43

原帖由 dlll 于 2008-10-20 21:10 發(fā)表
我覺得不能算軸之半徑130MM，因?yàn)槟Σ恋牟糠质窃谳S承滾道上，您說呢？

同意您。

作者: 機(jī)械神話 時(shí)間: 2008-10-21 16:48

原帖由 天上人間 于 2008-10-21 15:37 發(fā)表

資料上的深溝球軸承摩擦系數(shù)都介于0.001～0.005我取0.005，無縫鋼管重5900N

加了5900N后，我不會(huì)相信軸承的徑向摩擦系數(shù)還會(huì)是0.005。

作者: 機(jī)械神話 時(shí)間: 2008-10-21 16:55

原帖由 dlll 于 2008-10-20 21:10 發(fā)表

兩個(gè)軸承摩擦系數(shù)我計(jì)算時(shí)沒有乘以2，您覺得要乘以2嗎？

我認(rèn)為要，因?yàn)檫@里不乘2，兩邊扭矩加起來，其實(shí)就是乘以2。

而且，如果兩個(gè)軸承不同心，或者軸的兩個(gè)軸承檔直線度不夠，造成安裝后別著，可能就不止乘以2了，3、4、5都有可能。

作者: 機(jī)械神話 時(shí)間: 2008-10-21 17:02

原帖由 dlll 于 2008-10-20 21:10 發(fā)表
所以我懷疑我的0.005*5900*0.14＝4.13NM計(jì)算方法是錯(cuò)誤的

可能我的計(jì)算方法是錯(cuò)誤的，但用你的計(jì)算方式來證明錯(cuò)誤是不科學(xué)的，因?yàn)槟愕?.005不是實(shí)際值，而我算的只是理論值。
正如你所說的“該考慮到由于高速運(yùn)轉(zhuǎn)（3000rpm）而導(dǎo)致有其它負(fù)荷產(chǎn)生？- ”，要加上各種靜態(tài)誤差和動(dòng)態(tài)誤差產(chǎn)生的附加載荷，比如同心度不夠，比如軸動(dòng)平衡不夠，皮帶壓力，電機(jī)軸的跳動(dòng)造成的壓力，皮帶輪安裝不平行導(dǎo)致的額外負(fù)載等等。

作者: hfy_hyf 時(shí)間: 2008-10-21 18:07
二樓頂了.

作者: LZS7588292 時(shí)間: 2008-10-23 13:05
標(biāo)題: 回復(fù) 8# 機(jī)械神話的帖子
此題材中是否可以使用空心圓柱的J計(jì)算公式。為什么不能使用？

作者: 無能 時(shí)間: 2009-8-12 23:03
本帖最后由五更雞于 2009-8-12 23:04 編輯

圓管外徑	:	300.00	mm
圓管外半徑	：	150.00	mm
圓管壁厚	：	30.00	mm
圓管內(nèi)半徑	：	120.00	mm
圓管長度	：	3000.00	mm
圓管體積	：	0.08	m^3
圓管密度	：	7850.00	kg/m^3
圓管質(zhì)量	：	599.27	kg
慣性半徑	:	135.83	mm	sqrt((R^2+r^2)/2)
轉(zhuǎn)動(dòng)慣量	:	11.06	kg*m^2
圓管重力	：	5872.89	N
圓管轉(zhuǎn)速	：	3000.00	r/min
圓管角速度	：	314.16	rad/s
軸承摩擦系數(shù)	：	0.005
最大靜摩擦力	：	29.36	N
摩擦力半徑	：	140.00	mm
最大靜摩擦力矩	：	4.11	Nm
摩擦功率	：	1.23	kW	√

假設(shè)精度等級(jí)	：	40.00	mm/s	（車輪精度）
圓管質(zhì)量偏心距	：	0.13	mm
軸承附加動(dòng)反力	：	7530.71	N	（meω^2）
動(dòng)反力生摩擦力	：	37.65	N
動(dòng)反力力矩	：	5.27	Nm
動(dòng)反力生摩擦功率	：	1.58	kW	√

暫時(shí)只能算到這一步。

作者: syx 時(shí)間: 2009-8-13 19:08
跟排量有關(guān)系的

作者: syx 時(shí)間: 2009-8-13 19:09
馬達(dá)樣本上有詳細(xì)的計(jì)算公式吧，可以找個(gè)樣本研究研究

作者: wssmjf 時(shí)間: 2009-8-13 22:37
呵呵，向機(jī)械神話學(xué)習(xí)一下

作者: 36067106 時(shí)間: 2011-2-21 00:20
非常感謝，正在找這個(gè)東東呢

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