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电机选型报告

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电机选型报告

电机选型报告

一、概述

对于机器人行走用的电机,要求是比较高的,不是一般的电机可以胜任的。对于其的选择,我们应该考虑到以下几点:

考虑电机的转动稳定度,即要能很好的锁定其转动角速度,这样对于控制机器人的行走就可以从动力上得到了第一步的控制,所以需要考虑电机转动时的线性平稳度的问题。这样我们就得用闭环工作的电机,例如:直流伺服电机,直流无刷伺服电机,交流伺服电机,普通无刷电机,步进电机等。

●考虑电机的转速,要考虑机器人的最高行走速度和低速的精确对准问题。

●考虑机器人提速快慢的问题,即电机的扭矩和轮子直径的问题。

●考虑机器人供电的问题。

●考虑到电机在机器人上安装的问题。

●考虑对电机控制实现的容易程度的问题。

●考虑到对电机及其部件的维护和维修问题。

综合上述,我们首选应当是伺服电机,当然考虑到供电,我们应当选择24V以下直流供电的直流伺服电机或直流无刷伺服电机。虽然步进电机可以有很好的精度,但是步进电机的扭矩太小,不适合做机器人的行走电机。普通无刷电机虽然也可以是闭环的,但是其工作时对角速度的锁定能力是远远不能满足我们的需要的,因为他只有三个霍尔传感器用于检测其转子的位置(转速检测)。所以我们的选择就定位在直流伺服电机或直流无刷伺服电机。

二、电机的参数估算

1、供电电压DC-24V

我们前几届机器人比赛中使用的电源电压都是DC24V,所选的许多零部件也是DC24V供电的,为了能把他们用上去,所以我们今年也依然选用DC24V供电。电压高一些也有一定的好处的,就是对较大功率的部件的供电电流在相同功率下会小一些,例如:理想情况下240W的电机在24供电时是10A,而12V供电则需要20A,这使得电机的控制器的效率和负载承受能力都大为下降,可靠性也有所降低。

2、电机的输出转速 250~400RPM

这个要从机器人的行走速度上来考虑,首先我们考虑到常用的轮子尺寸在直径150mm,而我们的机器人最高速度约需要运行在2m/s~3m/s之间。我们用3m/s 来算,轮子周长C=0.15m×pi=0.471m ,达到3m/s的转速为w=3/c=6.37RPS =382RPM。所以在250~400RPM之间。

3、电机的扭矩 1.5NM

电机的扭矩需要从机器人的提速快慢(加速度)上来考虑,以3m/s的最高速度考虑,加速度在2.5m/s2的情况下,提速需要1.6s,这种情况是可以满足我们的需要的,当然也可以大一些,这样机器人的运作会显得更灵活些,但是还得考虑到地面摩擦允不允许我们达到更高的加速度。根据殷家才对2008年南昌大学机器人队用于比赛的手动机器人对地面的摩擦力来看,加速度应控制在2.5m/s2比较适合。他当时用弹簧秤测得手动机器人在行走时对地面的滑动摩擦力约为6.5Kg(65N),手动机器人整重15Kg左右,当然静摩擦力应该大一些,但是我们也只能取动摩擦力来考虑。65N的力对15Kg的机器人加速度为a=65/15Kg=4.33m/s2,而我们取的加速度不能大于4.33 m/s2,所以我们考虑机器人的加速度在2.5m/s2也已经放有余量了。

从2.5m/s2的加速考虑,机器人重量以15Kg考虑,则需要的力为37.5N,因为用两只电机,来驱动所以要除以2,得每只电机需要产生18.75N的力。轮子的直径以150mm来算,所以18.75×0.075NM=1.40625NM,再加上传动过程重克服扭矩的,取1.5NM。

4、电机的尺寸长180mm 直径80mm

从安装上考虑电机的尺寸,长度不能太长,我们机器人的宽度一般为400mm左右,两电机同轴对着安装的话,则留有余地的算电机不能超过180mm的长度,从轮子的直径考虑,电机的直径(最大)不能超过80mm。

5、电机的控制器

电机的控制器的选择首先是能和所选的电机匹配,其次是负载能力,再次是控制接口。供电电压为DC-24V,负载能力因电机功率而定。

6、功率的选取:(取09年上坡计算功率)

假定每台机器人的重量为15KG,要求达到的最大速度为4m/s,坡的角度为16.7度,机器人以恒定速度上坡,通过公式P=F*v=mgsinα*v,算得功率大致为210W,这个值属于最大功率,而且只是一个初步的计算,实际中机器人的总重量不允许超过50KG,所以每个机器人的重量在15KG左右,所以我们选用电机的功率在120W已经足够了

具体的参数计算已做成EXCEL表格伺服电机参数计算表,可自己任意选定参数(重量、速度等)计算出所需要的转矩、功率等所需要的参数。

三、所选到的电机

1、FAULHABER直流伺服电机

1)电机型号:3863H024C

连动扭矩 0.110Nm

供电24V

最大输出功率220W

最大电流 3.8A

停转扭矩1.250Nm

空载转速6700RPM

最大转速8000RPM

电机直径38mm

电机长度64mm(不包括轴)

减速器:38/1 或38/2 减速比14:1 最大承受扭矩15Nm,经减速器输出转速为8000/14=571RPM

编码器:HEDM 5500 J 双通道AB相输出 1024线

控制器:MCDC3006S 电压12到30V,电流连续6A,最大10A,编码器最大分辨率65535线,控制接口RS232和模拟量两种。和我们实验室现有的MCDC2805是同类产品,外观性能相当。

电机总长度:码盘+电机+减速器=118mm(不包括伸出的轴)

其他:电机PDF文档,码盘PDF文档,减速器PDF文档(见文件夹内)

2)电机型号:3257G024CR

连动扭矩 0.110Nm

供电24V

最大输出功率83.2W

最大电流2.3A

停转扭矩0.539Nm

空载转速5900RPM

最大转速5000RPM

电机直径32mm

电机长度57mm(不包括轴)

其他:电机PDF文档,码盘PDF文档,减速器PDF文档(见文件夹内)

3)电机型号:3557K024CR

连动扭矩 0.080Nm

供电24V

最大输出功率70.8W

最大电流 1.95A

停转扭矩0.51Nm

空载转速5300RPM

最大转速5000RPM

电机直径35mm

电机长度57mm(不包括轴)

其他:电机PDF文档,码盘PDF文档,减速器PDF文档(见文件夹内)

2、MAXON直流伺服电机

①:电机型号:RE-65 24V(353295)

连动扭矩:0.170Nm

供电 24V

额定输出功率 250W

最大电流 10A

停转扭矩12.7Nm

空载转速3880RPM

额定转速3050RPM

最大转速4190RPM

电机直径65mm

电机长度 131.4mm

其他:电机PDF文档(见文件夹内)

②:电机型号:RE-40 24V(148867)

连动扭矩:0.170Nm

供电 24V

额定输出功率 150W

最大电流 5.77A

停转扭矩2.28Nm

空载转速7580RPM

额定转速6930RPM

最大转速12000RPM

电机直径40mm

电机长度 71mm

减速器:GP52C(15Nm) 或GP42C(7.5Nm)比例15:1,经减速器后的转速为7580/15=505RPM

编码器:Encoder MR 三通道AB、Z相输出1024线(225787)

控制器:(275512) EPOS 24/5 控制接口RS-232,电压11~24V,连续电流5A,最大10A。

电机总长度:码盘+电机+减速器=147mm(GP52C)、138mm(GP42C)(不包括伸出的轴)

其他:电机PDF文档,码盘PDF文档,减速器PDF文档(见文件夹内)

③:

电机型号:RE-75 24V(118854)

连动扭矩:0.371Nm

供电 24V

额定输出功率 250W

最大电流 10A

停转扭矩10.5Nm

空载转速3750RPM

额定转速3040RPM

最大转速4050RPM

电机直径75mm

电机长度 201.5mm

其他:电机PDF文档(见文件夹内)

④:

电机型号:F2260 18V(2260.881-51.216-200)连动扭矩:0.231Nm

供电 18V

额定输出功率 80W

最大电流 10A

停转扭矩2.25Nm

空载转速3300RPM

额定转速3240RPM

最大转速3564RPM

电机直径60mm

电机长度 126mm

其他:电机PDF文档(见文件夹内)

3、FAULHABER直流无刷伺服电机

电机型号:4490H024B

最大功率:201W

连动扭矩:0.202Nm

空载转速:9550RPM

最高转速:16000RPM

减速器:44/1 23:1

编码器 40B 1000线

控制器:BLD 5018

其他具体参数请参看相关PDF文档。

以上资料主要参考殷家才所写的电机选型报告

电机的选型计算

3873滚珠丝杠电机选型计算 设计要求: 夹具加工件重量:W1=300kg 提升部位重量:W2=100kg 行走最大行程:S= 1200mm 最大速度:V=20000mm/min 使用寿命:Lt=20000h 滑动阻力:u=0。01 电机转数:N=1333RPM 运转条件: v(m/min) 加速下降时间:T1=0.75S 匀速下降时间T2=3S 减速下降时间T3=0.75S t(sec) 加速上升时间T4=0.75S 匀速上升时间T5=3S 减速上升时间T6=0.75S 匀速下降3s 1,螺杆轴径,导程,螺杆长度选定 a:导程(l) 由电机最高转数可得

L大于或等于V/N=20000/1333=15mm 即导程要大于15mm,根据THK样本得导程16mm 即L=16mm b:轴负荷计算 1,加速下降段 a1=V/T=20000/60X0.75=444(mm/s2)=0.444m/s2 f=u(W1+W2)xG=0.01(300+100)x9.8=40N F1=(W1+W2)xG-f-(W1+W2)xa1=(300+100)x9.8-40-(300+100)x0.444=3702N 2,匀速下降段 F2=(W1+W2)xG-f=(300+100)x9.8-40=3880N 3减速下降段 F3=(W1+W2)xG-f+(W1+W2)xa1=(300+100)x9.8-40+(300+100)x0.444=4058N 4 加速上升段 F4=(W1+W2)xG+f+(W1+W2)xa1=(300+100)x9.8+40+(300+100)x0.444=4137N 5,匀速上升段 F5=(W1+W2)xG+f=(300+100)x9.8+40=3960N

步进电机——步进电机选型的计算方法

步进电机——步进电机选型的计算方法 步进电机选型表中有部分参数需要计算来得到。但是实际计算中许多情况我们都无法得到确切的机械参数,因此,这里只给出比较简单的计算方法。 ◎驱动模式的选择 驱动模式是指如何将传送装置的运动转换为步进电机的旋转。 下图所示的驱动模式包括了电机的加/减速时间,驱动和定位时间,电机的选型基于模式图。 ●必要脉冲数的计算 必要脉冲数是指传动装置将物体从起始位置传送到目标位置所需要提供给步进电机的脉冲数。必要脉冲数按下面公式计算: 必要脉冲数= 物体移动的距离 距离电机旋转一周移动的距离× 360 o 步进角 ●驱动脉冲速度的计算 驱动脉冲速度是指在设定的定位时间中电机旋转过一定角度所需要的脉冲数。 驱动脉冲数可以根据必要脉冲数、定位时间和加/减速时间计算得出。 (1)自启动运行方式 自启动运行方式是指在驱动电机旋转和停止时不经过加速、减速阶段,而直接以驱动脉冲速度启动和停止的运行方式。 自启动运行方式通常在转速较低的时候使用。同时,因为在启动/停止时存在一个突然的速度变化,所以这种方式需要较大的加/减速力矩。 自启动运行方式的驱动脉冲速度计算方法如下: 驱动脉冲速度[Hz]= 必要脉冲数[脉冲]

定位时间[秒] (2)加/减速运行方式 加//减速运行方式是指电机首先以一个较低的速度启动,经过一个加速过程后达到正常的驱动脉冲速度,运行一段时间之后再经过一个减速过程后电机停止的运行方式。其定位时间包括加速时间、减速时间和以驱动脉冲速度运行的时间。 加/减速时间需要根据传送距离、速度和定位时间来计算。在加/减速运行方式中,因为速度变化较小,所以需要的力矩要比自启动方式下的力矩小。加/减速运行方式下的驱动脉冲速度计算方法如下: 必要脉冲数-启动脉冲数[Hz]×加/减速时间[秒] 驱动脉冲速度[Hz]= 定位时间[秒]-加/减速时间[秒] ◎电机力矩的简单计算示例 必要的电机力矩=(负载力矩+加/减速力矩)×安全系数 ●负载力矩的计算(TL) 负载力矩是指传送装置上与负载接触部分所受到的摩擦力矩。步进电机驱动过程中始终需要此力矩。负载力矩根据传动装置和物体的重量的不同而不同。许多情况下我们无法得到精确的系统参数,所以下面只给出了简单的计算方法。 负载力矩可以根据下面的图表和公式来计算。 (1)滚轴丝杆驱动

电机功率的正确选择

电机功率的正确选择 电机的功率.应根据生产机械所需要的功率来选择,尽量使电机在额定负载下运行。选择时应注意以下两点: (1>如果电机功率选得过小.就会出现“小马拉大车”现象,造成电机长期过载.使其绝缘因发热而损坏.甚至电机被烧毁。 (2)如果电机功率选得过大.就会出现“大马拉小车”现象.其输出机械功率不能得到充分利用,功率因数和效率都不高(见表),不但对用户和电网不利。而且还会造成电能浪费。 要正确选择电机的功率,必须经过以下计算或比较: (1)对于恒定负载连续工作方式,如果知道负载的功率(即生产机械轴上的功率)Pl(kw).可按下式计算所需电机的功率P(kw): P=P1/n1n2 式中n1为生产机械的效率;n2为电机的效率。即传动效率。按上式求出的功率,不一定与产品功率相同。因此.所选电机的额定功率应等于或稍大于计算所得的功率。 例:某生产机械的功率为3.95kw.机械效率为70%、如果选用效率为0.8的电机,试求该电机的功率应为多少kw? 解:P=P1/ n1n2=3.95/0.7*0.8=7.1kw 由于没有7.1kw这—规格.所以选用7.5kw的电动机。 (2)短时工作定额的电机.与功率相同的连续工作定额的电动机相比.最大转矩大,重量小,价格低。因此,在条件许可时,应尽量选用短时工作定额的电机。 (3)对于断续工作定额的电机,其功率的选择、要根据负载持续率的大小,选用专门用于断续运行方式的电机。负载持续串Fs%的计算公式为FS%=tg/(tg+to)×100%式中tg为工作时间,t。为停止时间min;tg十to为工作周期时间min。 此外.也可用类比法来选择电机的功率。所谓类比法。就是与类似生产机械所用电机的功率进行对比。具体做法是:了解本单位或附近其他单位的类似生产机械使用多大功率的电机,然后选用相近功率的电机进行试车。试车的目的是验证所选电机与生产机械是否匹配。验证的方法是:使电机带动生产机械运转,用钳形电流表测量电动机的工作电流,将测得的电流与该电机铭牌上标出的额定电流 进行对比。如果电机的实际工作电流与铭脾上标出的额定电流上下相差不大.则表明所选电机的功率合适。如果电机的实际工作电流比铭牌上标出的额定电流低70%左右.则表明电机的功率选得过大(即“大马拉小车”应调换功率较小的电动机。如果测得的电机工作电流比铭牌上标出的额定电流大40%以上.则表明电动机的功率选得过小(即"小马拉大车"),应调换功率较大的电机. 表: 负载情况空载1/4负载1/2负载3/4负载满载 功率因数0.2 0.5 0.77 0.85 0.89 效率0 0.78 0.85 0.88 0.895

电动机的选择及设计公式

一、电动机的选择 1、空气压缩机电动机的选择 1.1电动机的选择 (1)空压机选配电动机的容量可按下式计算 P=Q(Wi+Wa) ÷1000ηηi2 (kw) 式中P——空气压缩机电动机的轴功率,kw Q——空气压缩机排气量,m3/s η——空气压缩机效率,活塞式空压机一般取0.7~0.8(大型空压机取大值,小型空压机取小值),螺杆式空压机一般取0.5~0.6 ηi——传动效率,直接连接取ηi=1;三角带连接取ηi=0.92 Wi——等温压缩1m3空气所做的功,N·m/m3 Wa——等热压缩1m3空气所做的功,N·m/m3 Wi及Wa的数值见表 Wi及Wa的数值表(N·m/m3) 1.2空气压缩机年耗电量W可由下式计算 W= Q(Wi+Wa)T ÷1000ηηiηmηs2 (kw·h) 式中ηm——电动机效率,一般取0.9~0.92 ηs ——电网效率,一般取0.95 T ——空压机有效负荷年工作小时

2、通风设备电动机的选择 (1)通风设备拖动电动机的功率可按下式计算 P=KQH/1000ηηi (kw) 式中K——电动机功率备用系数,一般取1.1~1.2 Q——通风机工况点风量,m3/s H——通风机工况点风压轴流式通风机用静压,离心式通风机用全压,Pa η——通风机工况点效率,可由通风机性能曲线查得 ηi——传动效率,联轴器传动取0.98,三角带传动取0.92 (2)通风机年耗电量W可用下式计算 W=QHT/1000ηηiηmηs 式中ηm——电动机效率, ηs ——电网效率,一般取0.95 T ——通风机全年工作小时数 3、矿井主排水泵电动机的选择 (1)电动机的选择 排水设备拖动电动机的功率可按下式计算 P=KγQH/1000η (kw) 式中K——电动机功率备用系数,一般取1.1~1.5 γ——矿水相对密度,N/m3 Q ——水泵在工况点的流量,m3/s H ——水泵在工况点的扬程,m

电动机功率的选择

范例(1)TOP

负荷系数表负荷条件TOP 如何选择电机的计算公式 范例(2)TOP

电动机扭距计算 电机的“扭矩”,单位是N?m(牛米) 计算公式是T=9549 * P / n 。 P是电机的额定(输出)功率单位是千瓦(KW) 分母是额定转速n 单位是转每分(r/min) P和n可从电机铭牌中直接查到。 如果没有时间限制1000W的电动机可以拖动任何重量的物体 1.1KW的电机输出扭矩为7.2N*m,要是不经过减速要提升1T的东西是不可能的。很简单的道理你可以用P=FV/1000计算出你可以达到的最大升降速度,这里要根据你的传动装置考虑效率进去。F 单位是N,V单位是m/s,P千瓦。注意单位换算。计算下来最大升降速度为0.11m/s。 电动机的名牌上有功率P,有转速n,有功率因数cosφ一般为0.85-0.9左右,设效率为η一般为0.9左右, 设电机扭矩T 则,T=9550*P/n T---扭矩Nm P--功率KW n---转速r/min Tsav=0.5T(Ts+Tcr), Tsav:平均启动扭矩。Ts最初启动扭矩。Tcr:牵入扭矩。 电机负荷的计算方法 一、计算折合到电机上的负载转矩的方法如下: 1、水平直线运动轴: 9.8*μ·W·PB TL= 2π·R·η(N·M) 式PB:滚珠丝杆螺距(m) μ:摩擦系数 η:传动系数的效率 1/R:减速比 W:工作台及工件重量(KG) 2、垂直直线运动轴: 9.8*(W-WC)PB

TL= 2π·R·η(N·M) 式WC:配重块重量(KG) 3、旋转轴运动: T1 TL= R·η(N·M) 式T1:负载转矩(N·M) 二:负载惯量计算 与负载转矩不同的是,只通过计算即可得到负载惯量的准确数值。不管是直线运动还是旋转运动,对所有由电机驱动的运动部件的惯量分别计算,并按照规则相加即可得到负载惯量。由以下基本公式就能得到几乎所有情况下的负载惯量。 1、柱体的惯量 D(cm) L(cm) 由下式计算有中心轴的圆柱体的惯量。如滚珠丝杆,齿轮等。 πγD4L (kg·cm·sec2)或πγ·L·D4(KG·M2) JK= 32*980 JK= 32 式γ:密度(KG/CM3) 铁:γ〧7.87*10-3KG/CM3=7.87*103KG/M3 铝:γ〧2.70*10-3KG/CM3=2.70*103KG/M3 JK:惯量(KG·CM·SEC2)(KG·M2) D:圆柱体直径(CM)·(M) L:圆柱体长度(CM )·(M) 2、运动体的惯量 用下式计算诸如工作台、工件等部件的惯量 W PB 2 JL1= 980 2π(KG·CM·SEC2) PB 2 =W 2π(KG·M2) 式中:W:直线运动体的重量(KG) PB:以直线方向电机每转移动量(cm)或(m) 3、有变速机构时折算到电机轴上的惯量 1、电机 Z2 J JO Z1 KG·CN:齿轮齿数 Z1 2 JL1= Z2 *J0 (KG·CM·SEC2)(KG·M2) 三、运转功率及加速功率计算 在电机选用中,除惯量、转矩之外,另一个注意事项即是电机功率计算。一般可按下式求得。 1、转功率计算 2π·Nm·TL P0= 60 (W) 式中:P0:运转功率(W) Nm:电机运行速度(rpm) TL:负载转矩(N·M) 2、速功率计算

伺服电机如何进行选型知识讲解

伺服电机选型技术指南 1、机电领域中伺服电机的选择原则 现代机电行业中经常会碰到一些复杂的运动,这对电机的动力荷载有很大影响。伺服驱动装置是许多机电系统的核心,因此,伺服电机的选择就变得尤为重要。首先要选出满足给定负载要求的电动机,然后再从中按价格、重量、体积等技术经济指标选择最适合的电机。 各种电机的T-ω曲线 (1)传统的选择方法 这里只考虑电机的动力问题,对于直线运动用速度v(t),加速度a(t)和所需外力F(t)表示,对于旋转运动用角速度ω(t),角加速度α(t)和所需扭矩T(t)表示,它们均可以表示为时间的函数,与其他因素无关。很显然。电机的最大功率P电机,最大应大于工作负载所需的峰值功率P峰值,但仅仅如此是不够的,物理意义上的功率包含扭矩和速度两部分,但在实际的传动机构中它们是受限制的。用ω峰值,T峰值表示最大值或者峰值。电机的最大速度决定了减速器减速比的上限,n上限=ω峰值,最大/ω峰值,同样,电机的最大扭矩决定了减速比的下限,n下限=T峰值/T电机,最大,如果n下限大于n上限,选择的电机是不合适的。反之,则可以通过对每种电机的广泛类比来确定上下限之间可行的传动比范围。只用峰值功率作为选择电机的原则是不充分的,而且传动比的准确计算非常繁琐。 (2)新的选择方法 一种新的选择原则是将电机特性与负载特性分离开,并用图解的形式表示,这种表示方法使得驱动装置的可行性检查和不同系统间的比较更方便,另外,还提供了传动比的一个可能范围。这种方法的优点:适用于各种负载情况;将负载和电机的特性分离开;有关动力的各个参数均可用图解的形式表示并且适用于各种电机。因此,不再需要用大量的类比来检查电机是否能够驱动某个特定的负载。 在电机和负载之间的传动比会改变电机提供的动力荷载参数。比如,一个大的传动比会减小外部扭矩对电机运转的影响,而且,为输出同样的运动,电机就得以较高的速度旋转,产生较大的加速度,因此电机需要较大的惯量扭矩。选择一个合适的传动比就能平衡这相反的两个方面。通常,应用有如下两种方法可以找到这个传动比n,它会把电机与工作任务很好地协调起来。一是,从电机得到的最大速度小于电机自身的最大速度ω电机,最大;二是,电机任意时刻的标准扭矩小于电机额定扭矩M额定。

如何通过电动机功率计算公式来选择合适功率大小的电动机

如何通过电动机功率计算公式来选择合适功率大小的电动机 如何通过电动机功率计算公式来选择合 适功率大小的电动机如何通过电动机功率计算公式来选择合适功率大小的电动机,电动机的功率,应根据生产机械所需要的功率来选择,尽量使电动机在额定负载下运行。选择时如果电动机功率选得过小(就会出现“小马拉大车”现象,造成电动机长期过载(使其绝缘因发热而损坏(甚至电动机被烧毁;如果电动机功率选得过大(就会出现“大马拉小车”现象(其输出机械功率不能得到充分利用,功率因数和效率都不高,不但对用户和电网不利。而且还会造成电能浪费。下面电工论坛给大家介绍两种不同的选择方法。第一种方法是采用电机功率计算公式来选择。由于不同设备应用场合不同,所以通过测量可得到的数据不一样,一个功率计算公式方法不一定能适应所有设备选择电机的场合。下面我们介绍常用的两个计算公式的思路,请大家根据自身企业设备的情况进行甑别选择。电机功率计算公式一:.通过能量守恒定律的思路来计算所需电机的功率。例子:电机功率的计算公式扬程40米,流量45L/S (也就是每秒要将45L的水提升40米), 假设管径是100MM,水的流速是(45*10,-3)/(π/4*102)=5.732M/S。这种情况下怎样来选择合适功率的电机呢,通过电机功率计 算公式选择合适的电机.水每秒获得的能量是动能+势能动能 E1,0.5*45*5.732,2,4237J势能E2,45*9.8*40,17640J总能量E,E1+E2,21877J 所需功率,21877W,21.877KW (都是以一秒为单位计算的)假设加压泵的效率η,0.8 https://www.doczj.com/doc/6e4417639.html,则电机所需功率P,21.877/0.8=27KW电机功率计算公式二:.通过公式P=F*V/1000(P=计算功率KW,F=所需拉力N,工作机线速度M/S)来选择。通过电机功率计算公式选择合适的电机对于恒定负载连续工作方式,可按下式计算所需电动机的功率:P1(kw):P=P/n1n2式中n1为生产机械的效率;n2为电动机的效率,即传动效率。按上式求出的功率P1,不一定与产品功率相同。因此(所选电动机的额定功率应等于或稍大于计算所得的功率。通过以上两种电机功率计算公式结果都是相差不大的,没有对错之分,只是不同的机械设备应用时所能提供的已知参数不一样,所以给大家推荐这两种电机功率计算公式方法,如果不正确的地方,欢迎指正,以上公式仅供参考。我厂不对通过此公式计算的结果承担任何的责任。第二种方法是通过类比法来选择合适功率大小的电动机(就是与类似生产机械所用电动机的功率进行对比)。这也是在实际生产中最常用最实际的方法。具

maxon电机选型手册

maxon EC motor160 maxon EC motor 2013年4月版/根据maxon标准规范的变化,我们为您提供了一个判断maxon motors最重要方面的方法。据我们所知,它涵盖了正常的应用。标准规格是我们“一般销售条件”的一部分。电气设备必须满足某些最低要求,这些要求是1996年1月1日之后引入欧洲市场的。小型电机将被视为部件,因此不代表指南意义上的单独电气设备。有关标准和指令的信息,请参阅第14页和第15页。maxon EC motor1第101号标准规范。本标准规定了在生产过程中对电动机进行的检验和试验。为了保证我们的高质量标准,我们在整个制造过程和整个电机过程中检查材料、零件和部件的特定测量和特性的符合性。记录获得的测量值,并在需要时提供给客户。随机抽样计划符合ISO 2859、MIL STD 105E和DIN/ISO 3951(属性检验、顺序抽样、变量检验)和内部制造控制。除非客户和maxon另有约定,否则本标准规范始终适用。数据2.1电气数据适用于22°至25°C,并使用带块换向的1象限控制器:数据控制在1分钟ute操作时间内执行。当电压≥3V时,测量电压为+/-0.5%,当电压≤3V时,测量电压为±0.015 V空载转速±10%空载电流≤最大规定值顺时针/逆时针旋转方向电机位置水平或垂直注:

测量电压可能与目录中列出的标称电压不同。目录中指定的空载电流是典型值,而不是最大值。按目录(或标签)连接电机时,轴从安装端顺时针旋转。通过随机抽样验证终端电阻。电感在产品认证期间确定。测试频率为1 kHz。终端电感取决于频率。这些测量完全保证了规定的机电参数。2.2外形图上的机械数据:标准测量仪器(用于电长度测量的DIN 32876、DIN 863千分尺、DIN 878千分表、DIN 862卡尺、DIN 2245孔径卡尺、DIN 2280螺纹卡尺等)2.3转子不平衡:电机转子采用空气磁通绕组,在制造过程中平衡根据我们的标准指南。对于带绕线定子齿的EC电机,转子安装在仪表上,但不作为标准平衡。在随机抽样过程中,只能对整个电机进行主观评价。2.4电气强度:每台电机完全组装好,然后根据直径在250或500 V直流电压下测试接地故障。2.5噪声:主观测试大量异常。根据速度的不同,电动机的运动会产生不同程度、频率和强度的噪声和振动。单个样品装置的噪声水平不应解释为未来交付的预测噪声或振动水平。2.6使用寿命:耐久性试验在统一的内部标准下进行,作为产品认证的一部分。EC电机的使用寿

怎样选择电机

怎样正确选择电动机? 电动机的功率.应根据生产机械所需要的功率来选择,尽量使电动机在额定负载下运行。选择时应注意以下两点: (1)如果电动机功率选得过小.就会出现“小马拉大车”现象,造成电动机长期过载.使其绝缘因发热而损坏.甚至电动机被烧毁。 (2)如果电动机功率选得过大.就会出现“大马拉小车”现象.其输出机械功率不能得到充分利用,功率因数和效率都不高(见表),不但对用户和电网不利。而且还会造成电能浪费。 要正确选择电动机的功率,必须经过以下计算或比较: (1)对于恒定负载连续工作方式,如果知道负载的功率(即生产机械轴上的功率)Pl(kw).可按下式计算所需电动机的功率P(kw): P=P1/n1n2 式中 n1为生产机械的效率;n2为电动机的效率。即传动效率。 按上式求出的功率,不一定与产品功率相同。因此.所选电动机的额定功率应等于或稍大于计算所得的功率。 例:某生产机械的功率为3.95kw.机械效率为70%、如果选用效率为0.8的电动机,试求该电动机的功率应为多少kw? 解:P=P1/ n1n2=3.95/0.7*0.8=7.1kw 由于没有7.1kw这—规格.所以选用7.5kw的电动机。 (2)短时工作定额的电动机.与功率相同的连续工作定额的电动机相比.最大转矩大,重量小,价格低。因此,在条件许可时,应尽量选用短时工作定额的电动机。 (3)对于断续工作定额的电动机,其功率的选择、要根据负载持续率的大小,选用专门用于断续运行方式的电动机。负载持续串Fs%的计算公式为 FS%=tg/(tg+to)×100% 式中 tg为工作时间,t。为停止时间min;tg十to为工作周期时间min。 此外.也可用类比法来选择电动机的功率。所谓类比法。就是与类似生产机械所用电动机的功率进行对比。具体做法是:了解本单位或附近其他单位的类似生产机械使用多大功率的电动机,然后选用相近功率的电动机进行试车。试车的目的是验证所选电动机与生产机械是否匹配。验证的方法是:使电动机带动生产机械运转,用钳形电流表测量电动机的工作电流,将测得的电流与该电动机铭牌上标出的额定电流进行

电机选型计算-个人总结版

电机选型-总结版 电机选型需要计算工作扭矩、启动扭矩、负载转动惯量,其中工作扭矩和启动扭矩最为重要。 1工作扭矩T b计算: 首先核算负载重量W,对于一般线形导轨摩擦系数μ=0.01,计算得到工作力F b。 水平行走:F b=μW 垂直升降:F b=W 1.1齿轮齿条机构 一般齿轮齿条机构整体构造为电机+减速机+齿轮齿条,电机工作扭矩T b的计算公式为: T b=F b?D 2 其中D为齿轮直径。 1.2丝杠螺母机构 一般丝杠螺母机构整体构造为电机+丝杠螺母,电机工作扭矩T b 的计算公式为: T b=F b?BP 2πη 其中BP为丝杠导程;η为丝杠机械效率(一般取0.9~0.95,参考下式计算)。 η=1?μ′?tanα1+μ′ tanα

其中α为丝杠导程角;μ’为丝杠摩擦系数(一般取0.003~0.01,参考下式计算)。 μ=tanβ 其中β丝杠摩擦角(一般取0.17°~0.57°)。 2启动扭矩T计算: 启动扭矩T为惯性扭矩T a和工作扭矩T b之和。其中工作扭矩T b 通过上一部分求得,惯性扭矩T a由惯性力F a大小决定: F a=W?a 其中a为启动加速度(一般取0.1g~g,依设备要求而定,参考下式计算)。 a=v t 其中v为负载工作速度;t为启动加速时间。 T a计算方法与T b计算方法相同。 3 负载转动惯量J计算: 系统转动惯量J总等于电机转动惯量J M、齿轮转动惯量J G、丝杠转动惯量J S和负载转动惯量J之和。其中电机转动惯量J M、齿轮转动惯量J G和丝杠转动惯量J S数值较小,可根据具体情况忽略不计,如需计算请参考HIWIN丝杠选型样本。下面详述负载转动惯量J的计算过程。 将负载重量换算到电机输出轴上转动惯量,常见传动机构与公式如下:

减速电机选型指南

选型指南 为了选到最合适的减速电机,有必要了解该减速电机所驱动机器的详尽技术特性,就必须确定一个使用系数fB。 使用系数fB。 减速电机的选用首先应确定以下技术参数:每天工作小时数;每小时起停次数;每小时运转周期;可靠度要求;工作机转矩T工作机;输出转速n出;载荷类型;环境温度;现场散热条件;减速机通常是根据恒转矩、起停不频繁及常温的情况设计的。其许用输出转矩T由下式确定:T=T出 X fB 使用系数 T 出————减速电机输出转矩 fB————减速电机使用系数 传动比i i=n入 / n出电机功率P(kw) P=T出 * n出 / 9550 * η输出转矩T出(N.m) T出=9550* P*η/n出式中:n入——输入转速η——减速机的传动效率 在选用减速电机时,根据不同的工况,必须同时满足以下条件: 1、T出≥T 工作机 2、T=fB总 *T工作机式中:fB总——总的使用系数,fB总 =fB*fB1*KR*KW fB——载荷特性系数,KR——可靠度系数 fB1——环境温度系数; KW——运转周期系数 首先确定要进口减速机还是国产减速机,, 现在不管进口还是国产的大部分厂家都有自己的命名标准, 所以最好找个减速机样本,根据样本来选型。 但是,一定要提供以下数据 1.减速机用在什么设备上,以便确定安全系数SF(SF=减速机额定功率处以电机功率),安装形式(直交轴,平行轴,输出空心轴键,输出空心轴锁紧盘等)等 2.提供电机功率,级数(是4P、6P还是8P电机) 3.减速机周围的环境温度(决定减速机的热功率的校核) 4.减速机输出轴的径向力和轴向力的校核。需提供轴向力和径向力 减速机扭矩计算公式: 速比=电机输出转数÷减速机输出转数("速比"也称"传动比") 1.知道电机功率和速比及使用系数,求减速机扭矩如下公式: 减速机扭矩=9550×电机功率÷电机功率输入转数×速比×使用系数

怎样正确选择电动机的功率

怎样正确选择电动机的功率? 来源:电动车高速电机,高速无刷电机,电动车配件-宁波市鄞州恒泰机电有限公司 电动机的功率.应根据生产机械所需要的功率来选择,尽量使电动机在额定负载下运行。选择时应注意以下两点:(1>如果电动机功率选得过小.就会出现“小马拉大车”现象,造成电动机长期过载.使其绝缘因发热而损坏.甚至电动机被烧毁。 (2)如果电动机功率选得过大.就会出现“大马拉小车”现象.其输出机械功率不能得到充分利用,功率因数和效率都不高,不但对用户和电网不利。而且还会造成电能浪费。 要正确选择电动机的功率,必须经过以下计算或比较: (1)对于恒定负载连续工作方式,如果知道负载的功率(即生产机械轴上的功率)Pl(kw).可按下式计算所需电动机的功率 P(kw):P=P1/n1n2式中n1为生产机械的效率;n2为电动机的效率。即传动效率。 按上式求出的功率,不一定与产品功率相同。因此.所选电动机的额定功率应等于或稍大于计算所得的功率。 例:某生产机械的功率为3.95kw.机械效率为70%、如果选用效率为0.8的电动机,试求该电动机的功率应为多少kw?

解:P=P1/ n1n2=3.95/0.7*0.8=7.1kw 由于没有7.1kw这—规格.所以选用7.5kw的电动机。(2)短时工作定额的电动机.与功率相同的连续工作定额的电动机相比.最大转矩大,重量小,价格低。因此,在条件许 可时,应尽量选用短时工作定额的电动机。 (3)对于断续工作定额的电动机,其功率的选择、要根据负载持续率的大小,选用专门用于断续运行方式的电动机。负载持续串Fs%的计算公式为 FS%=tg/(tg+to)×100%式中tg为工作时间,t。为停止时间min;tg十to为工作周期时间min。 此外.也可用类比法来选择电动机的功率。所谓类比法。就是与类似生产机械所用电动机的功率进行对比。具体做法是:了解本单位或附近其他单位的类似生产机械使用多大功率的电动机,然后选用相近功率的电动机进行试车。试车的目的是验证所选电动机与生产机械是否匹配。验证的方法是:使电动机带动生产机械运转,用钳形电流表测量电动机的工作电流,将测得的电流与该电动机铭牌上标出的额定电流进行对比。如果电功机的实际工作电流与铭脾上标出的额定电流上下相差不大.则表明所选电动机的功率合适。如果电动机的实际工作电流比铭牌上标出的额定电流低70%左右.则表明电动机的功率选得过大(即“大马拉小车”应调换功率较小的电动机。如果测得的电动机工作电流比铭牌上标出的额定电流大40%以上.则表明电动机的功率选得

电动车电机及电池选型计算

电动车电机及电池选型 计算 文件编码(008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256)

C V11改装成四轮轮边驱动电动车 1、参考纯电动车的设计目标,本课题提出了其基本性能要求和指标如下: 1)最高速度≥45Km/h; 2)最大爬坡度≥20%(5Km/h); 3)30Km/h匀速行驶下的续驶里程≥120Km; 4)0—30Km/h加速时间≤10S。 2、关于CV11整车参数 3、轮边电机选型计算 电机功率 根据车辆的功率平衡方程式,有: 因为最高车速为45Km/h,传动系效率为,质量为1485Kg,滚动阻力系数为,风阻系数为,迎风面积为㎡。 因此计算得出电机在最高车速下的驱动功率为,因此每个电机最大功率为。 根据爬坡性能确定的最大功率

其中爬坡速度为5Km/h,传动系效率为,质量为1485Kg,滚动阻力系数为,爬坡度为20%。 考虑到坡度不大的情况下,cosα=1,sinα=tanα。 因此计算得出电机在以5Km/h,20%爬坡时的驱动功率为,因此每个电机最大功率为。 汽车起步加速过程可以按下式来表示: 其中x为拟合系数,一般取左右;tm为起步加速过程的时间(s);Vm为起步加速过程的末车速(Km/h)。 整车在加速过程的末时刻,动力源输出最大功率,此时速度为30Km/h,旋转质量换算系数为,加速时间为10S,,拟合系数x取。 因此计算得出电机要满足从0—30Km/h加速时间为10S需要的最大功率为,因此每个电机最大功率为。 综上所诉,电机的最大驱动功率应满足: 则有:最大功率为,取过载系数为2,因此额定功率为。 电机最高转速 电机转速及转矩公式如下: 其中最大车速为45Km/h,轮胎滚动半径为。 电机最大转矩 电机的基数、额定转矩 电机符合基速以下恒转矩,基速以上恒功率,因此在基速时,电机有最大功率和最大转矩。根据以下公式: 经过计算,取额定转速为250rpm,额定转矩为124Nm。

电机的选型计算资料

电机选型计算书 PZY 电机(按特大型车设计即重量为2500吨) 一、提升电机 根据设计统计提升框架重量为:2200kg,则总提升重量为G=2500+2200=4700kg 。设计提升速度为5-5.5米/分钟,减速机效率为0.95。 则提升电机所需要的最小理论功率: P=386.444495 .0605.58.94700=??? 瓦。 设计钢丝绳绕法示意图: 如图所示F=1/2*G ,V2=2*V1 即力减半,速度增加一 倍,所以F=2350 kg 。 根据设计要求选择电机功率应P >4444.386瓦,因为所有车库专用电机厂家现有功率P >4444.386瓦电机最小型号 5.5KW ,所以就暂定电机功率P=5.5KW ,i=60。 钢丝绳卷筒直径已确定为260mm ,若使设备提升速度到 5.5m/min 即0.09167m/s ;

由公式: D πων= 可求知卷筒转速: r D 474.1326 .014.311=?==πνω 查电机厂家资料知:电机功率:P=5.5KW 速比: i=60电机输出轴转速为ω=25r ,扭矩为M=199.21/kg ·m ,输出轴径d=φ60mm 。 则选择主动链轮为16A 双排 z=17,机械传动比为: 25474.13i 1' ==z z 54.31474 .131725z 1=?= 取从动轮16A 双排z=33; 1).速度校核: 所选电机出力轴转速为ω=25r ,机械减速比为33/17,得提升卷筒转速: r 88.1233 17251=?=ω 综上可知:提升钢索自由端线速度: min)/(52.1026.088.1214.3m D =??==πων 则提升设备速度为:v=10.52/2=5.26m/min 。 2).转矩校核: 设备作用到钢索卷筒上的力为:G/2=2350kg 。

伺服电机选型技术的指南

米购人员必看-- 伺服电机选型 伺服电机在工控领域是最常见的产品之一,采购人员在采购伺服电机时需要对伺服电机有个 全面的了解,找到真正的适合产品,不仅可以使机器快速兼容的运转,同时对于企业提高效率、节能减排也功不可没,下面简单给大家介绍下伺服电机的选型 1、机电领域中伺服电机的选择原则 现代机电行业中经常会碰到一些复杂的运动,这对电机的动力荷载有很大影响。伺服驱动装置是许多机电系统的核心,因此,伺服电机的选择就变得尤为重要。首先要选岀满足给定负载 要求的电动机,然后再从中按价格、重量、体积等技术经济指标选择最适合的电机。 各种电机的T- 曲线 (1 )传统的选择方法 这里只考虑电机的动力问题,对于直线运动用速度v(t),加速度a(t)和所需外力F(t)表示, 对于旋转运动用角速度(t),角加速度(t)和所需扭矩T(t)表示,它们均可以表示为时间的 函数,与其他因素无关。很显然。电机的最大功率P电机,最大应大于工作负载所需的峰值功率P峰值,但仅仅如此是不够的,物理意义上的功率包含扭矩和速度两部分,但在实际的传动机构中它们是 受限制的。用峰值,T峰值表示最大值或者峰值。电机的最大速度决定了减速器减速比的上限,n 上限=峰值,最大/峰值,同样,电机的最大扭矩决定了减速比的下限,n下限=T峰值/T电机,最大,如果n下限 大于n上限,选择的电机是不合适的。反之,则可以通过对每种电机的广泛类比来确定上下限之间 可行的传动比范围。只用峰值功率作为选择电机的原则是不充分的,而且传动比的准确计算非常 繁琐。 (2)新的选择方法 一种新的选择原则是将电机特性与负载特性分离开,并用图解的形式表示,这种表示方法使得驱动装置的可行 性检查和不同系统间的比较更方便,另外,还提供了传动比的一个可能范围。 这种方法的优点:适用于各种负载情况;将负载和电机的特性分离开;有关动力的各个参数均可 用图解的形式表示并且适用于各种电机。因此,不再需要用大量的类比来检查电机是否能够驱动 某个特定的负载。 在电机和负载之间的传动比会改变电机提供的动力荷载参数。比如,一个大的传动比会减小外部扭矩对电机运 转的影响,而且,为输岀同样的运动,电机就得以较高的速度旋转,产生较 大的加速度,因此电机需要较大的惯量扭矩。选择一个合适的传动比就能平衡这相反的两个方面。通常,应用有如下 两种方法可以找到这个传动比n,它会把电机与工作任务很好地协调起来。一 是,从电机得到的最大速度小于电机自身的最大速度电机,最大;二是,电机任意时刻的标准扭矩 小于电机额定扭矩M额定。

减速步进电机选用指南

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。随着科技的发展进步,步进电机被广泛的应运于生活中各大领域。步进电机由于有别于其他普通电机的一些特性,所以导致减速步进电机的选用和其他减速电机的选用有共性的一面,也有步进电机特殊性的一面。有下面需求的情况下,可以考虑选用减速步进电机。 1. 需要低速大力距。 步进电机本身调速很方便,不用减速箱也可以低速运行,使用减速电机主要是为了增大工作力矩。由于步进电机一般擅长在900rpm 速度以下运行,减速步进电机的输出转速一般就比较低了。 2. 较少法兰盘尺寸,减轻电机重量 使用减速电机可以在不增加法兰盘尺寸的情况下增大工作力矩。虽然电机机身因此变长,一般还是比同样力矩的更大法兰盘尺寸电机的重量要轻。

3. 缩短电机的启停时间,提高电机对负载大小波动的适应能力,对于带动转动惯量比较大的负载以及负载大小常常变化的情况有帮助。 通过减速箱可以大幅提高电机的转动惯量,增加电机的启动刚性,缩短电机加减速时间,对负载变化的承受能力更强。 4. 避开低速共振区。 步进电机在低速容易发生共振,有时候即使通过细分驱动、物理减振等方式处理也达不到满意的效果,这时候可以考虑通过减速箱来提高步进电机本身的转速,从而避开共振速度区。 5. 通过减速箱提高步距精度。 虽然驱动器细分可以提高步距角精度,但实际上细分之后的步距角并不均匀,和驱动器的性能也有关系。如果需要提高步距角精度,选用步矩角更小的步进电机同时,也可以考虑通过减速箱来实现。 深圳市维科特机电有限公司成立于2005年,是步进电机产品的销售、系统集成和应用方案提供商。我们和全球产品性价比高的生产厂家合作,结合本公司专家团队多年的客户服务经验,给客户提供有

关于电动车电机及电池选型计算

关于电动车电机及电池选 型计算 This manuscript was revised on November 28, 2020

CV11改装成四轮轮边驱动电动车 1、参考纯电动车的设计目标,本课题提出了其基本性能要求和指标如下: 1)最高速度≥45Km/h; 2)最大爬坡度≥20%(5Km/h); 3)30Km/h匀速行驶下的续驶里程≥120Km; 4)0—30Km/h加速时间≤10S。 电机功率 根据车辆的功率平衡方程式,有: 因为最高车速为45Km/h,传动系效率为,质量为1485Kg,滚动阻力系数为,风阻系数为,迎风面积为㎡。 因此计算得出电机在最高车速下的驱动功率为,因此每个电机最大功率为。 根据爬坡性能确定的最大功率 其中爬坡速度为5Km/h,传动系效率为,质量为1485Kg,滚动阻力系数为,爬坡度为20%。 考虑到坡度不大的情况下,cosα=1,sinα=tanα。 因此计算得出电机在以5Km/h,20%爬坡时的驱动功率为,因此每个电机最大功率为。 汽车起步加速过程可以按下式来表示: 其中x为拟合系数,一般取左右;t m为起步加速过程的时间(s);Vm为起步加 速过程的末车速(Km/h)。 整车在加速过程的末时刻,动力源输出最大功率,此时速度为30Km/h,旋转质量换算系数为,加速时间为10S,,拟合系数x取。 因此计算得出电机要满足从0—30Km/h加速时间为10S需要的最大功率为,因此每个电机最大功率为。 综上所诉,电机的最大驱动功率应满足: 则有:最大功率为,取过载系数为2,因此额定功率为。 电机最高转速 电机转速及转矩公式如下: 其中最大车速为45Km/h,轮胎滚动半径为。 电机最大转矩

伺服电机选型计算公式

伺服电机选型计算公式 伺服电机选择的时候,首先一个要考虑的就是功率的选择。一般应注意以下两点: 1。如果电机功率选得过小.就会出现“小马拉大车”现象,造成电机长期过载,使其绝缘因发热而损坏,甚至电机被烧毁。 2。如果电机功率选得过大.就会出现“大马拉小车”现象,其输出机械功率不能得到充分利用,功率因数和效率都不高,不但对用户和电网不利。而且还会造成电能浪费。 也就是说,电机功率既不能太大,也不能太小,要正确选择电机的功率,必须经过以下计算或比较: P=F*V/100 (其中P是计算功率,单位是KW,F是所需拉力,单位是N,V是工作机线速度m/s) 此外.最常用的是采用类比法来选择电机的功率。所谓类比法,就是与类似生产机械所用电机的功率进行对比。

具体做法是:了解本单位或附近其他单位的类似生产机械使用多大功率的电机,然后选用相近功率的电机进行试车。试车的目的是验证所选电机与生产机械是否匹配。 验证的方法是:使电机带动生产机械运转,用钳形电流表测量电机的工作电流,将测得的电流与该电机铭牌上标出的额定电流进行对比。 如果电功机的实际工作电流与铭脾上标出的额定电流上下相差不大,则表明所选电机的功率合适。如果电机的实际工作电流比铭牌上标出的额定电流低70%左右.则表明电机的功率选得过大,应调换功率较小的电机。 如果测得的电机工作电流比铭牌上标出的额定电流大40%以上.则表明电机的功率选得过小,应调换功率较大的电机。 实际上应该是考虑扭矩(转矩),电机功率和转矩计算公式。即T = 9550P/n 式中: P —功率,kW;n —电机的额定转速,r/min;T —转矩,Nm。

步进电机 知识及驱动芯片选型指南

步进电机驱动芯片选型指南 以下是中国步进电机网对步进电机驱动系统所做的较为完整的表述: 1、系统常识: 步进电机和步进电机驱动器构成步进电机驱动系统。步进电机驱动系统的性能,不但取决于步进电机自身的性能,也取决于步进电机驱动器的优劣。对步进电机驱动器的研究几乎是与步进电机的研究同步进行的。 2、系统概述: 步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行元件。当步进电机驱动器接收到一个脉冲信号(来自控制器),它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”),它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。 3、系统控制: 步进电机不能直接接到直流或交流电源上工作,必须使用专用的驱动电源(步进电机驱动器)。控制器(脉冲信号发生器)可以通过控制脉冲的个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。 4、用途: 步进电机是一种控制用的特种电机,作为执行元件,是机电一体化的关键产品之一,随着微电子和计算机技术的发展(步进电机驱动器性能提高),步进电机的需求量与日俱增。步进电机在运行中精度没有积累误差的特点,使其广泛应用于各种自动化控制系统,特别是开环控制系统。 5、步进电机按结构分类: 步进电机也叫脉冲电机,包括反应式步进电机(VR)、永磁式步进电机(PM)、混合式步进电机(HB)等。 (1)反应式步进电机: 也叫感应式、磁滞式或磁阻式步进电机。其定子和转子均由软磁材料制成,定子上均匀分布的大磁极上装有多相励磁绕组,定、转子周边均匀分布小齿和槽,通电后利用磁导的变化产生转矩。一般为三、四、五、六相;可实现大转矩输出(消耗功率较大,电流最高可达20A,驱动电压较高);步距角小(最小可做到六分之一度);断电时无定位转矩;电机内阻尼较小,单步运行(指脉冲频率很低时)震荡时间较长;启动和运行频率较高。 (2)永磁式步进电机: 通常电机转子由永磁材料制成,软磁材料制成的定子上有多相励磁绕组,定、转子周边没有小齿和槽,通电后利用永磁体与定子电流磁场相互作用产生转矩。一般为两相或四相;输出转矩小(消耗功率较小,电流一般小于2A,驱动电压12V);步距角大(例如7.5度、15度、22.5度等);断电时具有一定的保持转矩;启动和运行频率较低。(3)混合式步进电机: 也叫永磁反应式、永磁感应式步进电机,混合了永磁式和反应式的优点。其定子和四相反应式步进电机没有区别(但同一相的两个磁极相对,且两个磁极上绕组产生的N、S极性必须相同),转子结构较为复杂(转子内部为圆柱形永磁铁,两端外套软磁材料,周边有小齿和槽)。一般为两相或四相;须供给正负脉冲信号;输出转矩较永磁式大(消耗功率相对较小);步距角较永磁式小(一般为1.8度);断电时无定位转矩;启动和运行频率较高;是目前发展较快的一种步进电机。 6、步进电机按工作方式分类:可分为功率式和伺服式两种。 (1)功率式:输出转矩较大,能直接带动较大负载(一般使用反应式、混合式步进电机)。 (2)伺服式:输出转矩较小,只能带动较小负载(一般使用永磁式、混合式步进电机)。 7、步进电机的选择: (1)首先选择类型,其次是具体的品种与型号。 (2)反应式、永磁式和混合式三种步进电机的性能指标、外形尺寸、安装方法、脉冲电源种类和控制电路等都不同,价格差异也很大,选择时应综合考虑。 (3)具有控制集成电路的步进电机应优先考虑。 8、步进电机的基本参数: (1)电机固有步距角:它表示控制系统每发一个步进脉冲信号,电机所转动的角度。电机出厂时给出了一个步距角

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