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[DD马达选型]DD马达选型指南!

发布时间:2019-11-25 10:29:24 阅读次数:92 文章来源:深圳美高梅网址机器人
导读: DD马达选型几大要素 1。峰值力和持续力 DD马达扭矩必须要符合应用需要,或者说电机的峰值扭矩和持续扭矩要高于应用需要的峰值扭矩和RMS(均方根)扭矩,否则,电机将不能达到所需
    DD马达选型几大要素
 
    1。峰值力和持续力
    DD马达扭矩必须要符合应用需要,或者说电机的峰值扭矩和持续扭矩要高于应用需要的峰值扭矩和RMS(均方根)扭矩,否则,电机将不能达到所需要的最大加速度,或者有时电机会过热。
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    直线电机,遵照牛顿第二定律:F=ma,F是负载运动需要的力,单位为N;m是运动物体的质量,单位为Kg;a是加速度,单位为m/s2。
 
    同理,对旋转电机,T=Jα,T是负载选择需要的扭矩,单位是Nm;J是负载的转动惯量,单位Kgm2;α是角加速度,单位为rad/s2(360°=2πrad)。
 
    对于实际应用,可以计算需要的峰值扭矩和RMS扭矩:
 
    峰值扭矩取决于加速度/减速度,T=Jα
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    其中:
 
    Ta=加速扭矩Tc=匀速扭矩
 
    Td=减速扭矩Tw=停顿扭矩
 
    ta=加速时间tc=匀速时间
 
    td=减速时间tw=停顿时间
 
    电机的选择要基于计算出的峰值扭矩和RMS扭矩。另外需要增加20-30%的安全系数,特别是假设摩擦力和反向作用力为零时。
 
    雅科贝思提供的电机选型App,输入相应的应用参数之后,可以自动计算出峰值扭矩和RMS扭矩,并推荐可供选择的电机型号。
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    雅科贝思的DDR电机以高扭矩密度为目标设计,相比较传统旋转电机设计理念,可以提供更高的峰值扭矩和持续扭矩。
 
    2。电机惯性-越小越好
 
    根据转矩方程,t=Jα,如果转动惯量小,可以获得更高的角加速度。惯性矩包括两部分:电机本身的惯性矩和负载的惯性矩。
 
    在许多情况下,电机本身的转动惯量占总惯量的很大比例。这意味着大部分的电机转矩用于自旋,只有一小部分转矩用于负载旋转。
 
    这种情况会给设计工程师制造设计障碍。为了获得更高的性能,更大的加速度和更短的运行周期,需要更多的扭矩。为了获得更大的扭矩,工程师需要选择更大的电机型号。但是,电机越大,电机本身的惯性矩就越大,这就需要更高的转矩。更大型号的电机可能无法达到更高的性能目标。
 
    因此,小惯性矩的DDR电机本身是一个优势。需要注意的是,采用外转子设计的DDR电机自然会有更大的转动惯量。
 
    Akribis的adr-a系列电机采用了最佳的惯性矩设计,转矩密度与电机惯量之比极好。
 
    3。电机的转动惯量是否必须与负载的惯量相匹配?
 
    在使用传统的伺服电机和机械传动系统时,约定电机惯量与负载惯量的比例要匹配,并将比例控制在1:5以内,或者增加到1:10以内。对于DDR电机,电机的惯性与负载的惯性不需要匹配,或者DDR电机的使用不受电机的惯性与负载的惯性之比的影响,它可以是任意比例。
 
    在传统伺服电机的应用中,皮带、滑轮、齿条、齿轮等机械传动存在齿隙。因此,在小尺度快运动中,当需要改变运动方向时,可能会出现负载与电机瞬时解耦(解耦)的问题,导致控制不稳定。惯性匹配就是为了解决这个问题,使控制部分能够在一个稳定的范围内工作。
 
    使用DDR电机时,电机与负载直接连接,中间没有传动机构,也没有后隙问题。因此,DDR电机不需要惯性匹配。
 
    四。齿槽效应或稳定扭矩
 
    DDR电机定子叠片铁芯的齿部会产生齿槽效应。如下图所示,槽效应是由定子齿与磁铁之间的吸引力引起的。
 
    你可以用手转动马达来感受开槽的效果。你会在一个特定的位置感受到阻挡力,这使得马达的旋转不是特别平稳。
 
    齿槽转矩的缺点是在运动中会引起转矩的波动,导致速度的波动。运动控制器可以在一定程度上补偿
 
    然而,在低速匀速运动中,缝隙效应的影响是非常不利的。
 
    肺泡效应的另一个缺点是它会影响运动的整体能量。
 
    Yakobis的ADR系列电机采用了优化的槽/极和定子叠片磁芯齿的特殊设计,以实现最低的槽转矩。最大齿槽转矩,峰值到峰值,表示在电机数据表中。
 
    ACD和ACW系列电机采用无铁芯设计,也就是说这两种电机没有任何齿槽扭矩。
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    5。最大速度
 
    在快速的运动应用中,可以达到很高的峰值速度。根据应用情况,需要考虑合适的绕组类型,确保驱动器的总线电压可以充分的克服反电动势电压。
 
    简单的说,总线电压要大于由反电动势产生的电压和峰值电流乘于电机电阻总和:
 
    V>(Kv*Speed+Ip*R)
 
    其中:
 
    V是总线电压,单位为VDc;
 
    Kv是电机的反电动势常数;
 
    Ip是峰值电流,单位是Apk;
 
    R是电机的终端电阻。
 
    雅各布斯的DDR电动机通常提供两个绕组,以满足不同的速度和电压要求。串联绕组适用于低电流、高电压的驱动电路;并联绕组适用于电流大、电压低的驱动电路。用户可根据实际应用中需要的最大速度选择绕组类型,并根据电流和电源电压匹配驱动电路。
 
    6。轴向和径向跳动
 
    DDR电机的轴向跳动和径向跳动是由轴承精度、加工零部件的安装精度决定的。在高精度的应用中,应考虑径向跳动和轴向跳动。
 
    雅各布斯DDR电机的轴向和径向跳动在电机数据手册中有说明。对于标准电机,给出了正常的轴向和径向跳动值,并提供了更高的规格供用户选择。
 
    7。反馈
 
    雅各布斯DDR电机通常使用光学增量编码器反馈。然而,还有其他反馈类型可供选择,如旋转编码器、绝对编码器和感应编码器。
 
    与旋转编码器相比,光学编码器具有更高的精度和分辨率。无论JacobsDDR电机的型号有多大,光栅尺的光栅间距通常为20微米。通过插值,可以获得非常高的分辨率,以达到应用所需的精度。
 
    例如:adr135,光栅间距为20微米,每转12000条线,标准插补放大40倍,每转分辨率为480000个单位,或反馈光栅的分辨率为0。5微米。经过4096次sincos(模拟编码器)插值后,每转的分辨率可达49152000个单位,或以光栅为反馈的分辨率为5nm。

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