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    [DD馬達選型]DD馬達選型指南!

    發布時間:2019-11-25 10:29:24 閱讀次數:92 文章來源:深圳博智達機器人
    導讀: DD馬達選型幾大要素 1。峰值力和持續力 DD馬達扭矩必須要符合應用需要,或者說電機的峰值扭矩和持續扭矩要高于應用需要的峰值扭矩和RMS(均方根)扭矩,否則,電機將不能達到所需...
        DD馬達選型幾大要素
     
        1。峰值力和持續力
        DD馬達扭矩必須要符合應用需要,或者說電機的峰值扭矩和持續扭矩要高于應用需要的峰值扭矩和RMS(均方根)扭矩,否則,電機將不能達到所需要的最大加速度,或者有時電機會過熱。
    [DD馬達選型]DD馬達選型指南!
        直線電機,遵照牛頓第二定律:F=ma,F是負載運動需要的力,單位為N;m是運動物體的質量,單位為Kg;a是加速度,單位為m/s2。
     
        同理,對旋轉電機,T=Jα,T是負載選擇需要的扭矩,單位是Nm;J是負載的轉動慣量,單位Kgm2;α是角加速度,單位為rad/s2(360°=2πrad)。
     
        對于實際應用,可以計算需要的峰值扭矩和RMS扭矩:
     
        峰值扭矩取決于加速度/減速度,T=Jα
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        其中:
     
        Ta=加速扭矩Tc=勻速扭矩
     
        Td=減速扭矩Tw=停頓扭矩
     
        ta=加速時間tc=勻速時間
     
        td=減速時間tw=停頓時間
     
        電機的選擇要基于計算出的峰值扭矩和RMS扭矩。另外需要增加20-30%的安全系數,特別是假設摩擦力和反向作用力為零時。
     
        雅科貝思提供的電機選型軟件,輸入相應的應用參數之后,可以自動計算出峰值扭矩和RMS扭矩,并推薦可供選擇的電機型號。
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        雅科貝思的DDR電機以高扭矩密度為目標設計,相比較傳統旋轉電機設計理念,可以提供更高的峰值扭矩和持續扭矩。
     
        2。電機慣性-越小越好
     
        根據轉矩方程,t=Jα,如果轉動慣量小,可以獲得更高的角加速度。慣性矩包括兩部分:電機本身的慣性矩和負載的慣性矩。
     
        在許多情況下,電機本身的轉動慣量占總慣量的很大比例。這意味著大部分的電機轉矩用于自旋,只有一小部分轉矩用于負載旋轉。
     
        這種情況會給設計工程師制造設計障礙。為了獲得更高的性能,更大的加速度和更短的運行周期,需要更多的扭矩。為了獲得更大的扭矩,工程師需要選擇更大的電機型號。但是,電機越大,電機本身的慣性矩就越大,這就需要更高的轉矩。更大型號的電機可能無法達到更高的性能目標。
     
        因此,小慣性矩的DDR電機本身是一個優勢。需要注意的是,采用外轉子設計的DDR電機自然會有更大的轉動慣量。
     
        Akribis的adr-a系列電機采用了最佳的慣性矩設計,轉矩密度與電機慣量之比極好。
     
        3。電機的轉動慣量是否必須與負載的慣量相匹配?
     
        在使用傳統的伺服電機和機械傳動系統時,約定電機慣量與負載慣量的比例要匹配,并將比例控制在1:5以內,或者增加到1:10以內。對于DDR電機,電機的慣性與負載的慣性不需要匹配,或者DDR電機的使用不受電機的慣性與負載的慣性之比的影響,它可以是任意比例。
     
        在傳統伺服電機的應用中,皮帶、滑輪、齒條、齒輪等機械傳動存在齒隙。因此,在小尺度快運動中,當需要改變運動方向時,可能會出現負載與電機瞬時解耦(解耦)的問題,導致控制不穩定。慣性匹配就是為了解決這個問題,使控制部分能夠在一個穩定的范圍內工作。
     
        使用DDR電機時,電機與負載直接連接,中間沒有傳動機構,也沒有后隙問題。因此,DDR電機不需要慣性匹配。
     
        四。齒槽效應或穩定扭矩
     
        DDR電機定子疊片鐵芯的齒部會產生齒槽效應。如下圖所示,槽效應是由定子齒與磁鐵之間的吸引力引起的。
     
        你可以用手轉動馬達來感受開槽的效果。你會在一個特定的位置感受到阻擋力,這使得馬達的旋轉不是特別平穩。
     
        齒槽轉矩的缺點是在運動中會引起轉矩的波動,導致速度的波動。運動控制器可以在一定程度上補償
     
        然而,在低速勻速運動中,縫隙效應的影響是非常不利的。
     
        肺泡效應的另一個缺點是它會影響運動的整體能量。
     
        Yakobis的ADR系列電機采用了優化的槽/極和定子疊片磁芯齒的特殊設計,以實現最低的槽轉矩。最大齒槽轉矩,峰值到峰值,表示在電機數據表中。
     
        ACD和ACW系列電機采用無鐵芯設計,也就是說這兩種電機沒有任何齒槽扭矩。
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        5。最大速度
     
        在快速的運動應用中,可以達到很高的峰值速度。根據應用情況,需要考慮合適的繞組類型,確保驅動器的總線電壓可以充分的克服反電動勢電壓。
     
        簡單的說,總線電壓要大于由反電動勢產生的電壓和峰值電流乘于電機電阻總和:
     
        V>(Kv*Speed+Ip*R)
     
        其中:
     
        V是總線電壓,單位為VDc;
     
        Kv是電機的反電動勢常數;
     
        Ip是峰值電流,單位是Apk;
     
        R是電機的終端電阻。
     
        雅各布斯的DDR電動機通常提供兩個繞組,以滿足不同的速度和電壓要求。串聯繞組適用于低電流、高電壓的驅動電路;并聯繞組適用于電流大、電壓低的驅動電路。用戶可根據實際應用中需要的最大速度選擇繞組類型,并根據電流和電源電壓匹配驅動電路。
     
        6。軸向和徑向跳動
     
        DDR電機的軸向跳動和徑向跳動是由軸承精度、加工零部件的安裝精度決定的。在高精度的應用中,應考慮徑向跳動和軸向跳動。
     
        雅各布斯DDR電機的軸向和徑向跳動在電機數據手冊中有說明。對于標準電機,給出了正常的軸向和徑向跳動值,并提供了更高的規格供用戶選擇。
     
        7。反饋
     
        雅各布斯DDR電機通常使用光學增量編碼器反饋。然而,還有其他反饋類型可供選擇,如旋轉編碼器、絕對編碼器和感應編碼器。
     
        與旋轉編碼器相比,光學編碼器具有更高的精度和分辨率。無論JacobsDDR電機的型號有多大,光柵尺的光柵間距通常為20微米。通過插值,可以獲得非常高的分辨率,以達到應用所需的精度。
     
        例如:adr135,光柵間距為20微米,每轉12000條線,標準插補放大40倍,每轉分辨率為480000個單位,或反饋光柵的分辨率為0。5微米。經過4096次sincos(模擬編碼器)插值后,每轉的分辨率可達49152000個單位,或以光柵為反饋的分辨率為5nm。

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