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概述

上一期的文章我们介绍了如何用Sizer软件对四轴机械臂系统进行选型，那么本文的介绍另一种选型应用的案例，也是比较经典的模型，就是旋转测试台的选型，下面和大家分享选型过程，有需要的朋友可以收藏或转发关注。

1.背景：旋转测试台客户要求

驱动电机为用户提供的待测试电机，不用考虑；加载电机为测试台电机，具体要求：0~3000rpm范围转矩大于20Nm，3000~12000rpm范围转矩大于5Nm；要求在负载扭矩折合到电机轴上20Nm时，电机能够在5转内从0加速到3000rpm，短暂稳定之后继续加速，在负载扭矩折合到电机轴上5Nm时，加速到最高速度，整个加速过程为1分钟；驱动电机和加载电机间配置有扭矩法兰，加减速时需实现扭矩法兰上测量的扭矩稳定不变；该系统需要位置控制；采用ALM电源模块，逆变单元按照电机最大过载配置；电机间直连无减速机。

2.加载轴的计算

分析客户要求可得知，加载轴除了能提供不小于20Nm的加载力矩且稳定以外，还需考虑：在加减速阶段需对自身的升降速所需的转矩进行补偿，否则如果是简单地将加载力矩直接作为给定的话，电机升降速时将消耗部分电机转矩，导致扭矩法兰上测量的扭矩发生波动。同时，加载轴无需考虑对被测电机的加减速进行补偿，也就是选型计算时不用考虑被测电机的转动惯量。

Step1：添加机械系统模型

首先选择机械系统模型，根据实际场景需求添加机械系统模型

，这里选择旋转模型。

图1-1 添加机械系统模型

Step2：选择驱动系统

当添加好机械系统模型后，接下来选择驱动系统，选择多轴共直流母线，选择ALM电源模块，选择1PH8电机，选择输入“机械系统”

图2 选择驱动系统

Step3：导入机械系统模型

图3 选择机械系统

Step4：输入机械参数

图4 机械参数输入

手动计算得到：

3000rpm对应的角速度为：w=2πf=2π*n/60=314.159[rad/s]

5转的移动距离为：S=2π*5=31.416[rad]

求得的加速时间为：t=S*2/w=0.2[s]

Step5：生成负载曲线

图5 负载曲线图

Step6：电机选型

完成机械系统的参数输入后，接下来开始进行电机选型

图6 电机选型

Step7：减速机选择

首先选择合适的减速比

图7 减速机选型

Step8：负载循环数据曲线核对

根据给出的加减速值，对负载的循环曲线进行核对

图8 负载循环曲线

Step9：热利用率和最大转矩利用率设定

通过设定热利用率和最大转矩利用率的百分比，来预留系统设计余量

图9 热利用率和最大转矩利用率设定

Step10：选择电机参数

在该页面输入电机的参数，如电机类型，防护等级，是否带抱闸，安装方向等等

图10 选择电机类型

Step11：电机选型

根据给出的推荐列表，选择合适的电机

图11 电机型号选择

Step12：电机型号适配

若在列表中没有合适的电机型号，需要返回重新进行配置

图12 无合适的电机型号

Step13：重新调整参数

系统无法优选出满足要求的电机，经检查可见，该列表内的电机的“n-cont”项，没有能满足12000rpm要求的，必须返回上一页，为电机增配高性能轴承，

图13 重新调整参数

Step14：选择高性能电机

图14 电机选型调整

Step15：过滤参数

可以通过过滤器过滤参数，来实现快速选型

图15 参数过滤

Step16：电机选型完成

图16 已选择的电机特性曲线

Step17：功率模块选型

图16 功率模块选择

Step18：选择功率模块

图17 功率模块选型

Step19：选择功率模块

图18 在列表中选择功率模块

总结：

通过以上的19步操作，即可完成整个的测试台的选型过程。

END