在探讨牛顿三大运动法则时，我们不禁想到这些原理在电机领域的应用。首先，物体若未受外力作用，将保持静止或匀速直线运动状态，直至外力介入迫使状态改变。这一法则在电机设计中体现为电机启动与停止的平稳性。其次，物体受力后会产生加速度，加速度方向与受力方向一致，大小与受力大小成正比，与物体惯性质量成反比。在皖南电机的设计中，这一原理被巧妙地应用于电机扭矩的计算。
基于外力计算扭矩的方法，扭矩的计算公式为：扭矩＝力×半径＝力×（一转移动量÷2π）＝力×（周长÷2π）。而在加速扭矩的计算中，加速扭矩＝半径×质量×加速度。加速度＝速度V÷时间，因此加速扭矩＝半径×质量×速度V÷时间。进一步，速度V＝距离÷时间＝半径×角度÷时间＝半径×角速度，从而得出加速扭矩＝半径×质量×半径×角速度÷时间。其中，半径2×质量即为惯量。
转动惯量定义为：J=∑ mi*ri2（式中mi表示刚体某质点质量，ri表示该质点到转轴的垂直距离）。转动惯量是衡量刚体转动惯性的物理量，它与刚体的质量、质量分布有关。刚体的转动惯量由质量、质量分布、转轴位置三个因素决定。同一刚体对不同转轴的转动惯量不同，提及转动惯量时，必须明确是指哪个轴。
在伺服系统选型中，扭矩、速度、转动惯量、功率是关键要素。它们之间的关系可以用公式P=N*T÷9549.3来表示。在额定转速以下，电机输出恒定扭矩；在额定转速以上，输出恒定功率。例如，某电机功率为200W，额定转速3000RPM，其额定扭矩为多少？由公式得：T=(9549.3 * P)÷N=((9549.3 *0.2)÷3000=0.64 Nm。
二、案例分析
在后续设计中，客户将机械质量由20kg增至30kg，是否需要选择更大容量的马达？答案是否定的。因为马达额定速度为3000rpm，滚轴丝杠导程40mm，线速度可达2000mm/s。而实际客户仅需500mm/s速度，因此可将导程调整为10mm。
三、案例分析总结：
1.在满足移动速度要求的前提下，滚轴丝杠导程宜尽量选择较小值。
2.马达转速不宜低于额定速度太多，*好保持在额定转速的90%左右。
3.设计变更后，需重新进行容量计算，确保电机性能满足实际需求。
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