力矩电机-直驱产品选型指南与支持

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力矩电机选型

聚焦电机扭矩的精准计算

直线电机选型核心围绕「峰值扭矩」与「持续扭矩」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.力矩电机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持续扭矩,否则电机将不能达到所需要的最大加速度,有时电机会过热。

2.旋转运动中T=Jα,T是负载扭矩,单位Nm;J是负载转动惯量,单位Kgm²;α是角加速度,单位rad/s²(360°=2πrad)。

3.力矩电机的轴向和径向跳动由其使用的轴承精度、机械加工精度、零部件的安装精度决定,在高精度的 应用中要考虑轴向和径向跳动。

4.速度模式

DD马达运动模式与直线电机速度模式一样,对于小角度,推荐使用三角形速度模式,连续旋转推荐使用梯形速度模式。

5.计算峰值扭矩和RMS扭矩

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。在实际应用中,需要计算峰值扭矩和RMS扭矩,峰值扭矩取决于加速度/减速度,T=Jα。

Ta=加速扭矩 ta=加速时间

Tc=匀速扭矩 tc=匀速时间

Td=减速扭矩 td=减速时间

Tw=停顿扭矩 tw=停顿时间

6.电机惯量越小越好

根据转矩方程式,T=Jα,如果转动惯量越小,就可以获得越高的角加速度。转动惯量包括两部分:电机本身的转动惯量和负载的转动惯量。

7.运动整体与电机瞬间解耦(脱离)的问题

当使用传统的伺服电机和机械传动系统时,皮带、滑轮、齿条和齿轮等机械传动都存在背隙,因此在小型快速运动中,需要变换运动方向时,可能会出现运动整体与电机瞬间解耦(脱离)的问题,会造成控制不稳定,所以电机惯量和运动整体惯量的比率要匹配。传统伺服比率要控制在1:5以内,或者也可以提高到1:10以内,DD应用可以放大比率,建议低速情况比率为1:150,高速情况比率为1:10。

8.力矩电机通常使用光学增量编码器反馈

德瑞力矩电机通常使用光学增量编码器反馈,也有其它反馈类型可以选择,如:旋转编码器、绝对编码器、感应式编码器等。但光学编码器比其它编码器有更好的精度和分辨率。

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