聚焦推力与速度模式的精准计算
直线电机选型核心围绕「最大推力」与「持续推力」展开,需结合运动物体的质量、加速度及运动速度模式综合判断。
1.直线电机的选型包括最大推力和持续推力需求的计算。
2.直线运动中F=ma,F是负载及动子等物体组成的运动整体运动需要的力,单位N;m是运动物体的量,单位kg;a是加速度,单位m/s²。最大推力由移动负载质量和最大加速度决定,实际应用中推力质量x加速度+摩擦力+外界应力。
3.通常不知道实际加速度需求,但有运行时间的要求,给定运动行程和所需时间,便可计算出加速度对于短行程,推荐使用三角形速度模式(无匀速),长行程推荐梯形速度式。
4.计算减速度和计算加速度类似,除非对运动物体施加额外的非平衡力。
5.为了维持匀速过程和停滞阶段,摩擦力和外界应力也需要计算(为了维持匀速,电机会对抗摩擦力和外界应力,电机上伺服停滞时会对抗外界应力)。
6.三角形模式
a=2S/t²,t=运动时间。
7.梯形模式
预设S不变,设定最大速度(匀速),加速度随之调整,a=v²/(S-vt),t=运动时间。
8.计算持续推力公式如下:
为保障电机长期稳定运行,需计算"持续推力"(覆盖加/减速、匀速、停滞等全周期):
Fa=加速运动段的推力 Ta=加速时间
Fc=匀速运动段的推力 Tc=匀速时间
Fd=减速运动段的推力 Td=减速时间
Fw=停滞段的推力 Tw=停滞时间
9.安全系数建议
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