频率公式 频率是单位时间内某事件重复发生的次数,在物理学中通常以符号 f 或 ν 表示。采用国际单位制,其单位为赫兹(Hz)。设 τ时间内某事件重复发生 n 次,则此事件发生的频率为 f = n / τ赫兹。又因为周期定义为重复事件发生的Zui小时间间隔,故频率也可以表示为周期的倒数: 其中,T 表示周期。 波的频率公式 衡量声音、电磁波(例如无线电波或者光)、电讯信号或者其他波的频率时,表示每秒波形重复的数量。如果波是声音,频率衡量音符的特性。 频率与波长成反比例关系。 频率 f 等于波的速度 v 除以波长 λ : 在真空中电磁波的速度是真空中的光速 c ,方程就变成: 当波从一种介质传入另一种介质,频率不变,而波长和相速度会变。 |
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选择步进电机时,要保证步进电机的输出功率大于负载所需的功率。而在选用功率步进电机时,要计算机械系统的负载转矩,电机的矩频特性能满足机械负载并有一定的余量保证其运行可靠。在实际工作过程中,各种频率下的负载力矩必须在矩频特性曲线的范围内。一般地说Zui大静力矩Mjmax大的电机,负载力矩大。
选择步进电机时,应使步距角和机械系统匹配,这样可以得到机床所需的脉冲当量。在机械传动过程中为了使得有更小的脉冲当量,一是可以改变丝杆的导程,二是可以通过步进电机的细分驱动来完成。但细分只能改变其分辨率,不改变其精度。精度是由电机的固有特性所决定。
选择功率步进电机时,应当估算机械负载的负载惯量和机床要求的启动频率,使之与步进电机的惯性频率特性相匹配还有一定的余量,使之Zui高速连续工作频率能满足机床快速移动的需要。
选择步进电机需要进行以下计算:
(1)计算齿轮的减速比
根据所要求脉冲当量,齿轮减速比i计算如下:
i=(φ.S)/(360.Δ) (1-1) 式中φ ---步进电机的步距角(o/脉冲)
S ---丝杆螺距(mm)
Δ---(mm/脉冲)
(2)计算工作台,丝杆以及齿轮折算至电机轴上的惯量Jt。
Jt=J1+(1/i2)[(J2+Js)+W/g(S/2π)2] (1-2)
式中Jt ---折算至电机轴上的惯量(Kg.cm.s2)
J1、J2 ---齿轮惯量(Kg.cm.s2)
Js ----丝杆惯量(Kg.cm.s2) W---工作台重量(N)
S ---丝杆螺距(cm)
(3)计算电机输出的总力矩M
M=Ma+Mf+Mt (1-3)
Ma=(Jm+Jt).n/T×1.02×10ˉ2 (1-4)
式中Ma ---电机启动加速力矩(N.m)
Jm、Jt---电机自身惯量与负载惯量(Kg.cm.s2)
n---电机所需达到的转速(r/min)
T---电机升速时间(s)
Mf=(u.W.s)/(2πηi)×10ˉ2 (1-5)
Mf---导轨摩擦折算至电机的转矩(N.m)
u---摩擦系数
η---传递效率
Mt=(Pt.s)/(2πηi)×10ˉ2 (1-6)
Mt---切削力折算至电机力矩(N.m)
Pt---Zui大切削力(N)
(4)负载起动频率估算。数控系统控制电机的启动频率与负载转矩和惯量有很大关系,其估算公式为
fq=fq0[(1-(Mf+Mt))/Ml)÷(1+Jt/Jm)] 1/2 (1-7)
式中fq---带载起动频率(Hz)
fq0---空载起动频率
Ml---起动频率下由矩频特性决定的电机输出力矩(N.m)
若负载参数无法jingque确定,则可按fq=1/2fq0进行估算.
(5)运行的Zui高频率与升速时间的计算。由于电机的输出力矩随着频率的升高而下降,在Zui高频率时,由矩频特性的输出力矩应能驱动负载,并留有足够的余量。
(6)负载力矩和Zui大静力矩Mmax。负载力矩可按式(1-5)和式(1-6)计算,电机在Zui大进给速度时,由矩频特性决定的电机输出力矩要大于Mf与Mt之和,并留有余量。一般来说,Mf与Mt之和应小于(0.2~0.4)Mmax.