袁文胜

（江铃汽车股份有限公司，江西南昌 330001）

0 引言

电机传动的设计和选型中，准确计算转动惯量和动态扭矩非常困难，但仍需要大致的定量分析。盲目选用大扭矩电机及增大减速比来放大扭矩安全域量，不仅会增加整个设计硬件成本，还会影响机电系统的响应节拍。导致大部分能量都利用在加速电机转子上，加减速制动过程能量释放频繁，对放大器制动电阻寿命也有一定影响。本文通过一个不规范的选型设计电气传动实例，定量计算其所需的加速扭矩，并与运行监控的数据对比，以此说明设计匹配的重要性。

1 传动系统结构及运行相关数据

一台单轴加工缸盖水孔的组合机床，原有传动系统采用普通异步电机加TJ-64减速机，带动床身主轴箱进行简单的定位加工。后续将传动系统改造为伺服电机加减速机的传动结构，如图1所示。传动机构和运行模式的相关数据见表1。

图1 传动结构

表1 传动机构参数及运行相关数据

选用力士乐MSK同步伺服电机，型号为MSK100C-0300-NN-M1-AP2-NNNN；力士乐Indradrive Cs系列驱动器，型号为HCS02.1E-W0070-A-03-NNNN；台湾聚盛VGM行星齿轮减速机，型号为MF150XL1-10-K-32-130；德国ROTEX梅花型弹性联轴器，型号为ROTEX-38 EN-GJL-250 98SHAΦ38-Φ45。

2 转动惯量及扭矩的计算

2.1 伺服电机角加速度motor

2.2 换算到电机侧总的惯量

转动惯量J是物体的固有属性，对应物体改变自身角速度的惯性阻力。由牛顿第二定律可知，∑T=Jα，因此，要求出电机加速扭矩，必须首先计算出其电机侧的总转动惯量Jtotal。电机侧总转动惯量由3部分组成，电机本身转动惯量Jmotor，减速机联轴器转动惯量Jgearbox，负载折算到电机侧的惯量，即Jtotal=