以下是许多人在设计机器时会遇到的一些问题您应该选择的电机类型 说明显示
在机器设计中,电机选择是决定设备性能的重要过程。 然而,电机种类繁多,要在了解每种电机的特性后选择最合适的电机并非易事。 特别是有关具体选择方法的信息,例如如何区分伺服电机和步进电机,或如何根据具体应用实例选择电机,一直是机械设计中的热门话题。
本文全面概述了基本知识、具体的选择过程和各种特定应用实例,供正在为电机类型和如何选择电机而苦恼的机器设计师参考。 本文篇幅较长,是一篇总结性文章,但请阅读本文、目标是能够自信地选择电机。 以下是最常见的原因。
如何选择电机的基本类型。
交直流步进与伺服步进的基本区别
在选择电机时,许多设计人员都会面临 "交流或直流电机 "或 "步进或伺服电机 "的分类。 这里最重要的是:了解这些分类是基于不同的评价轴。 是
首先是交流电机 "和 "直流电机 "的分类是基于电机运行所使用的 "电源类型"。 交流电机依靠电源插座或类似电源提供的交流电源运行,而直流电机则依靠电池等直流电源运行。 这是最基本的分类,与电机的物理结构和电气特性直接相关。
鉴于步进电机 "和 "伺服电机 "的分类主要基于 "控制方法和应用"。 步进电机的旋转角度由脉冲信号决定,使用相对简单的开环控制来实现精确定位。相比之下,伺服电机是通过使用编码器反馈的闭环控制来实现高速、高精度位置和速度控制的系统的总称。
这些分类并不是相互独立的,而是结合在一起的。 例如,当今最常见的伺服电机是 "由交流电源驱动的伺服电机(交流伺服电机)"。 因此、设计人员可以首先从应用的角度考虑电机控制方法,如 "设备需要连续旋转还是精确定位",然后从电源的角度考虑,如 "有哪些电源",从而有效地缩小选择范围。
交流电机如何使用交流电源运行
交流电机是指通过家庭或工厂电源插座提供的交流电(AC)运行的电机的总称。 是。 这。商业电力 "是由公用事业公司提供的电力。 根据设计机器的使用地点不同,其规格也大相径庭。
商用电源概述
日本的商用电源主要分为以下几类
- 单相 100 伏:这是普通家庭使用最广泛的电源。
- 单相 200 伏:用于需要较大功率的家用电器,如空调和电磁炉。
- 三相 200 V:这是需要大量电力的工业设备(如工厂的生产设备)的标准电源。
因此,要确定所设计机器的电源是否与交流电机驱动电源相匹配,首先要检查机器的安装环境(如家庭、办公室、工厂)中有哪种类型的电源。 交流电机的优点是使用方便,只需直接连接到商用电源或通过简单的外围设备即可,而且结构简单,经久耐用。 但是在为海外市场设计产品时,由于不同国家和地区有不同的电压和频率,因此需要进行更加仔细的检查。 是
交流电机的扭矩特性
交流电机(尤其是感应电机)的扭矩在额定转速附近比较稳定。 就是这样。 它在启动时会产生一定的转矩(启动转矩),转矩会随着转速的增加而增加,达到最大转矩后会在接近额定转速时略有下降。 电动机的特性因极数而异,极数较少的电动机(如两极电动机)通常是高速、低转矩类型,而极数较多的电动机(如六极电动机)则是低速、高转矩类型。
交流电机的耐环境性
交流电机没有电刷等易损件,结构坚固,因此通常更环保。 感应电机尤其能在多尘环境(如工厂)和有一定温度波动的场所稳定运行。 此外,许多型号的电机都具有较高的防护等级(IP 标准),防水防尘性能更强,例如,IP65 防护等级的电机可防止灰尘进入,并可承受来自各个方向的水柱,因此可用于可能接触到水的室外设备和食品机械的清洁过程中。
交流电机的典型制造商和产品
在选择交流电机时,通常的做法是考虑具有良好业绩记录的制造商的产品。
- 东方电机公司:在小型交流电机领域拥有很高的市场占有率。KIIS 系列是输送机和其他设备连续运行的理想选择,被广泛应用于工厂自动化系统中。
- 住友重机械:在工业用大型齿轮减速机方面拥有丰富的经验。产品系列包括具有高效率和低噪音特点的 Hyponic Reducer® 和易于使用的 Presto® NEO 齿轮减速机。
直流电机如何使用直流电源
直流电机是依靠直流(DC)电源(如电池)运行的电机。广泛应用于需要调速的设备和便携式设备,因为通过改变外加电压可以轻松控制转速。 现提供以下信息。
固定直流电源
在确定要设计的机器是否需要由直流电源供电时,并不一定要使用电池。事实上,在很多情况下,即使在有交流电源的环境中也会选择直流电机。在这种情况下,通常采用以下方式从交流电源获取直流电源
- 使用交流适配器:从家用 100 伏交流插座获取低压直流电(如电子设备中使用的 12 伏直流电或 24 伏直流电)的最简单方法。
- 内置开关电源:该装置广泛用于从工业设备控制面板中的 200 V 交流电中产生稳定的直流电。
因此,通过交直流转换器构建直流电机系统已成为机器设计的标准方法之一,即使是在交流供电环境中,也能获得速度控制简便、响应速度快甚至电机本身小型化的优势。
直流电机的扭矩特性
直流电机的扭矩特性因其有无电刷而有很大不同。 有刷直流电机往往在启动和低速时产生最大扭矩,随着速度的增加,扭矩呈线性下降。 而无刷直流电机通过电子控制,可在从低速到高速的很宽的转速范围内产生稳定、平缓的扭矩。
直流电机的耐环境性
有刷直流电机易受灰尘和湿气的影响,因为电刷和换向器是直接接触和磨损的。 如果这些外来物质进入电机,会加速磨损并导致连续性问题,因此在恶劣环境中使用时,必须采取保护外壳和其他措施。 相比之下,无刷直流电机没有机械接触部件,因此很容易对电机内部进行密封,而且可以提供较高的防尘和防水性能(如 IP67)。 因此,它们适用于户外使用的无人机以及需要清洁的医疗和食品行业设备。
这(说话人身边的事物或人物(包括说话人),或说话人表达的想法)交流电机和直流电机的细微差别。 通过了解,还能减少在选择电机类型时的失误。
工业主力感应电机
感应电机是应用最广泛的交流电机类型。 由于其简单和坚固,它也被称为 "工业的主力军"。 感应 "一词的意思是 "感应",指的是电机本身的旋转原理。
感应电机的旋转原理可以用物理现象 "阿拉戈圆盘 "来解释。 这种现象的意思是,如果在铝或铜圆盘上旋转磁铁,圆盘就会随着磁铁被拖动而旋转。
可以用电机代替,具体做法如下。
- 当交流电施加到定子(定子)线圈上时,就会产生旋转磁场(起到旋转磁铁的作用)。
- 旋转磁场穿透导体(笼形铝导体),即转子。
- 根据电磁感应定律(弗莱明右手定则),这将在转子中产生 "感应电流"。
- 电流流过转子,转子在磁场中受到力的作用(弗莱明左手定则),开始跟随定子的旋转磁场旋转。
感应电机的主要特点是旋转时无物理接触,通过电磁的 "感应 "作用传递力。利用这一原理,无需使用电刷等易损件,从而确保了高可靠性和易维护性。
高效无刷直流电机的优势
无刷直流电机代表了近年来电机技术的发展,在许多设备中正逐渐取代传统的有刷直流电机。 它们的优点是多方面的。
最大的优势是持久耐用、免维护以下是该系统的一些优点。 由于没有电刷的物理磨损,因此无需定期更换部件,从而大大提高了设备的可靠性。由于电刷接触不会产生火花或电气噪音,因此也适用于精密设备和清洁环境。
另一个主要优点是能效极高。 由于没有电刷摩擦造成的能量损失,相同输出功率下消耗的功率更少,这对于延长电池供电的无绳设备和无人机的巡航时间,或提高家用电器的节能性能具有特别重要的意义。 因此,无刷直流电机是现代机械设计中不可或缺的选择,在性能、可靠性和效率方面都具有突出的特点。
典型制造商和产品
从小型精密仪器到大型工业设备,无刷直流电机被制造商广泛应用于各个领域。
- 日本电产公司(Nidec):在硬盘主轴电机市场的占有率居世界首位,并将其技术应用于各种紧凑型精密无刷直流电机。
- MinebeaMitsumi Corporation:拥有从小型、薄型到大功率类型的丰富直流无刷电机产品线,在数字影音设备、个人电脑外设和车载电气元件等领域的应用业绩有目共睹。
机器设计中电机选择和类型的概念。
了解基本性能扭矩和转速
选择电机的最基本性能指标是扭矩和转速 是。 正确理解这两个参数是选择合适电机的第一步。
扭矩是电机试图使轴旋转的力,单位为牛顿米(Nm)。在设计中,必须区分电机可持续产生的 "额定转矩 "和电机在启动或急加速时可瞬间产生的 "最大转矩"。就是这样。 要移动设备,需要扭矩来克服摩擦力和重力等负载。
转速则表示每分钟的转数,单位为 rpm(每分钟转数)。 对于许多电机来说,扭矩和转速成反比,转速越高,越难产生更大的扭矩。 因此,关键在于选择一台能够以设计机器所需的运行速度提供所需扭矩的电机。
与反应能力有关的惯性概念。
惰性 在日语中也称为 "惯性矩",是物体旋转困难程度或保持旋转状态趋势大小的指标。 特别是在需要快速加减速和精确定位的动态系统中,惯性因素至关重要。 是
选择电机时,必须同时考虑电机转子的惯性和电机驱动的负载(整机)的惯性。这两个惯性的比值称为惯性比"。 这就是所谓的
如果惯性比过大,电机就无法按照预期控制负载,从而导致振动和定位时间延长等问题。 这就像你试图挥动太重的锤子,但锤子左右摆动,你无法准确击中目标点一样。特别是在选择需要高响应性的伺服电机时,将惯性比保持在制造商推荐值(一般为 10 倍或更小)以内是实现稳定控制的绝对要求。
精确的负载计算和选择过程
电机选择不应完全依赖直觉和经验、遵循系统化流程是避免失败的关键。 就是这样。 该过程包括四个主要步骤:明确要求、计算负载、临时选择电机和最终验证。
首先,详细定义需求规格,如设备将如何移动(移动距离、速度、时间等)、移动什么和移动多少(质量)以及将在什么环境中使用。
下一步是计算实现所需规格所需的力。这包括计算 "负载力矩 "以抵抗不断产生的摩擦力和重力,以及计算加速物体所需的 "加速力矩"。这种计算对于动态设备尤为重要,因为加速扭矩与上述惯性(惯性矩)的大小成正比。
根据计算结果(所需的最大扭矩和最大转速),通过查阅制造商目录,列出一些候选电机。最后,还要进行最终验证,以确定最合适的电机,例如检查惯性比以及连续运行时是否会发热。
汽车驾驶员发挥的重要作用。
仅将电机连接到电源上并不能使其按预期运行。 称为 "电机驱动器 "的电子电路对于最大限度地提高电机功率和实现精确控制至关重要。选择电机驱动器与电机的组合极为重要,因为不同类型的电机所需的功能差别很大。是
有刷直流电机驱动器
驱动有刷直流电机的驱动器相对简单。它的主要作用是通过调节施加到电机上的电压来控制转速。 一般通过 PWM(脉宽调制)控制来实现。 正转和反转也是通过使用 H 桥电路切换电流方向来实现的。
无刷直流电机驱动器
对于无刷直流电机而言,驱动器不仅是一个控制单元,而且是旋转的重要组成部分。 电子电路取代了电刷和换向器的作用,其核心功能是 "电子换向",根据从霍尔传感器和其他来源获得的转子位置信息,在适当的时候将电流切换到三相线圈。 如果没有这一功能,无刷直流电机甚至无法转动。
步进电机驱动器
步进电机驱动器可解释来自主控制器的脉冲信号,并生成一个序列,按预定顺序打开和关闭电机线圈(励磁)。 此外,大多数步进电机驱动器还具有 "微步驱动 "功能,可按步骤改变流经线圈的电流,从而使电机以比基本步距角更小的角度旋转,减少振动并确保更平稳的运行。
交流伺服电机驱动器(伺服放大器)
伺服电机系统中的驱动器称为 "伺服放大器",是最精密、最复杂的设备。 其核心功能是实时处理编码器发送的每秒数万至数百万脉冲的高速反馈信号,计算指令值的微小误差,并即时、持续地修正电机输出,将这些误差降至零。 除了这种先进的运算(如 PID 控制)外,系统还具有增益调整(调谐)功能,以优化控制对机器特性的响应。
选择高精度电机,使用伺服型和步进型电机
脉冲步进电机
步进电机是一种以恒定角度(步进)咔嗒咔嗒旋转的电机,与输入的电信号(脉冲)数量成比例。就是这样。 由于这种数字工作原理,它们也被称为 "脉冲电机"。
其主要优点是无需反馈传感器即可实现精确定位。 系统配置可以变得非常简单,成本也很低,因为控制器只需计算发送的脉冲数,就能确定电机旋转了多少圈。 该系统的另一个特点是,它可以产生强大的力(保持力矩),通过保持电流流动来保持位置,即使在电机停止时也是如此。
另一方面,也存在一些缺点。如果施加超过电机容量的大负载,可能会出现一种称为 "失步 "的现象,即电机无法根据脉冲旋转,从而偏离位置。 这种电机广泛应用于 3D 打印机和分析设备等定位应用中,在这些应用中,负载相对恒定,不需要极高的速度。
步进电机的扭矩特性
步进电机最显著的特点是在低速范围内具有极高的扭矩。特别是在静止状态下,它能产生 "励磁最大静态转矩"(保持转矩),只需通电即可保持其位置。但是,随着转速的增加,扭矩会迅速减小,因此不适合高速运转。由于这一特性,它在间歇性定位运动中表现出色,例如在短距离内快速移动然后停止。
步进电机的耐环境性
步进电机采用无刷结构,这意味着它们不会因电刷磨损而产生灰尘,因此适合在相对清洁的环境中使用。 虽然电机本身具有坚固的结构,但为了确保高精度定位,必须对电机产生的热量进行管理。 长时间持续的高电流会导致温度升高,影响性能。 因此,需要安装散热器或使用电流降低功能,在电机停止时自动降低电流。 如果需要防水和防尘,则必须采取一些措施,如选择防护等级更高的特殊型号或为电机加装防护罩。
典型制造商和产品
许多制造商主要为 FA 行业提供步进电机。
- Shinano Kenshi K.K.:Plexmotion 品牌提供易于使用的步进电机,如控制器集成型和驱动器集成型。CSA-UP 系列将控制器、驱动器和电机组合在一起,可轻松构建定位系统。
- SANYO DENKI K.K.:SANMOTION 系列是其主要产品,具有高扭矩、低噪音和低振动的特点。特别是两相步进系统 SANMOTION F2,已被许多要求高可靠性的领域所采用,如半导体制造设备和医疗设备。
高响应伺服电机
伺服电机不是一个单独的电机,而是一个由三部分组成的 "系统":反应灵敏的电机本身、监测其运动的反馈传感器(编码器)以及控制这两部分的大脑--驱动器(伺服放大器)。是
其主要特点是利用编码器的反馈进行 "闭环控制"。 驱动器不断比较 "指令位置 "和 "编码器指示的当前位置",如果存在差异(误差),则继续即时调整电机功率,将误差减小到零。
这种机制使伺服电机能够实现极其快速和精确的定位。 此外,它们还具有抗负载波动能力极强的优点,因为即使在施加意外负载时,它们也能自动增加扭矩以保持指令位置。 对于工业机器人关节和机床等需要高速动态运动的高性能设备来说,伺服电机是不可或缺的。
伺服电机的扭矩特性
伺服电机的扭矩特性与步进电机截然不同。 从低速到额定转速,甚至更高转速,伺服电机都能在很宽的转速范围内产生稳定的高扭矩。 这种平坦的扭矩特性可实现动态运行,例如在高速长距离运行的应用中,或在高速旋转时需要高力的加工操作中。
伺服电机的耐环境性
伺服电机本身具有很强的耐环境性,因为无刷结构是标准配置,而且许多产品都具有很高的 IP 防护等级。 不过,从伺服系统的角度来看,最敏感的部件是检测位置的编码器。 由于编码器由光学元件和精密电子电路组成,很容易受到强烈振动、冲击、冷凝水和油污的影响,从而导致故障。 因此,在恶劣环境中使用时,必须考虑选择配备具有出色耐环境性的旋转变压器(磁传感器)的型号,并适当保护整个电机。
典型制造商和产品
FA 行业的领先企业正在竞相开发高性能交流伺服电机。
- 三菱电机公司:通用交流伺服 MELSERVO 系列被公认为行业标准。最新的 MELSERVO-J5 系列配备了业界领先的响应速度和高分辨率编码器,有助于提高设备的生产效率。
- 安川电机公司:作为全球首家将全数字伺服系统商业化的制造商,西格玛系列以其高可靠性而著称。最新的 Sigma-X 系列具有更高的运动性能以及利用传感数据的预测性维护功能。
如何实现高精度定位。
在需要高精度定位时,步进电机和伺服电机是主要选择,但选择哪种电机取决于设备的规格要求。
首先要考虑的是成本和系统复杂性。步进电机基于开环控制,无需反馈机制,因此整个系统的成本比伺服电机更低,构造也更简单。 对于负载可预测、失速风险低的应用,步进电机是一种非常经济有效的选择。
另一方面,当需要更高水平的性能时,应选择伺服电机。例如,在需要以高速和高频率反复加速/减速的应用中,在运行过程中负载可能大幅波动的应用中,或者在绝对不允许停转的关键定位应用中,必须使用具有闭环控制可靠性和响应性的伺服电机。
| 项 | 步进电机系统 | 伺服电机系统 |
| 控制方法 | 开环(基本) | 闭环 |
| 反馈 | 不需要(基本) | 必须填写(编码器)。 |
| 高速扭矩 | 快速下降 | 稳定性高 |
| 对负载变化的响应 | 体质虚弱,可能是体能下降。 | 强大的自动扭矩调节功能。 |
| 系统成本 | 低 | 高 |
| 理想用途 | 恒定负载定位、低速和高扭矩运行 | 高速、高加减速和可变负载下的动态控制 |
开环和闭环控制
电机控制方法大致分为两类:"开环控制 "和 "闭环控制"。这两者是: a. 第一个是电机的性能。 了解这一区别对于理解电机的特性非常重要。
开环控制在日语中也称为 "开环控制",是一种简单的方法,控制器只单方面向电机发送指令。由于没有反馈来检查电机是否按指令运动,因此系统成本更低,操作更简单。 步进电机就是这种控制方法的典型例子,它的运行假设是 "我发送了 100 个脉冲,所以电机一定旋转了这个量"。这就意味着,如果由于意外负载导致失步,控制器将不会察觉。
相比之下,闭环控制(又称 "闭环控制")使用编码器等传感器的反馈。 控制器不断比较指令值和传感器的实际测量值,并继续运行以补偿任何误差。伺服电机就是这种方法的典型代表,因为伺服电机在运行时会不断监测 "目标位置与当前位置之间的偏差有多大",从而实现高精度和高可靠性。
编码器在检测位置信息中的作用
编码器是极其重要的传感器,在伺服电机系统中起着 "眼睛 "的作用。 它们安装在电机轴上,可检测旋转角度和速度,并以电信号的形式向驱动器提供反馈。这些信息使得闭环控制成为可能。
编码器主要有递增 "和 "绝对"。 有
增量式编码器以脉冲信号的形式输出电机的旋转量。这种方法可检测相对位置信息,即电机从参考点移动了多远。虽然结构简单、成本低廉,但一旦关闭电源,当前位置信息就会丢失,因此在启动时总是需要进行归位操作。
而绝对式编码器则为电机的每个旋转角度输出唯一的信号,可以随时知道绝对位置。这样做的最大好处是,在接通电源的瞬间就能知道当前位置,从而无需进行归位。不过,由于结构更为复杂,它们往往比增量式系统更为昂贵。
因此,即使需要高精度定位伺服电机和步进电机的区别。 在做出选择时,需要了解
基于不同电机应用案例研究的电机选择和类型要点
工业机器人中的电机是 FA 的支柱
工厂自动化 (FA) 中使用的工业机器人是电机技术的结晶。 它们有多个关节,就像人类的手臂一样,每个关节都能精确、高速地协调运动,使它们能够执行焊接和装配等复杂任务。
这种高性能交流伺服电机几乎无一例外地用于驱动机器人关节。原因是每个关节上的负载会根据机械臂的姿势不断变化。 其原因在于,指令轨迹必须快速且无偏差地跟踪,而每个关节上的负载会根据机械臂的姿势不断波动。 具有闭环控制功能的伺服电机能够满足这一苛刻的要求,因为它们具有较强的抗负载波动能力,并且能够以较高的响应速度执行命令。可以毫不夸张地说,机器人的性能取决于其关节中使用的伺服电机的性能。
支持精密加工的机床电机
数控机床(如加工中心)是一种 "母机"(机械制造机器),可从金属块上切割出精密零件。其核心是两种作用不同的电机。我是这么想的。
其中一个是 "轴驱动电机",用于在 X、Y 和 Z 轴上精确移动工件或工具。 由于需要亚微米范围内极高的定位精度,交流伺服电机被作为标准配置使用。即使在加工过程中出现切削阻力形式的较大负载波动时,也能保持精确定位,这一点至关重要。
另一个是主轴电机,用于高速旋转切削工具本身。这里使用的是专门设计的内置主轴电机(交流电机的一种),可以在很宽的转速范围内稳定地产生高扭矩和高输出。
物流运输设备电机
在配送中心和工厂生产线的输送设备中,根据不同的作用会使用不同类型的电机。
对于以恒定速度连续输送负载的设备,如最常见的传送带,交流感应电机是理想的选择,因为它们结构简单、坚固耐用且成本低廉。 它们不需要复杂的控制,重点在于保持设备稳定运行的可靠性。
另一方面,有些设备,如产品包装机和贴标签的贴标机,需要间歇性的精确定位运动,如以恒定尺寸送入薄膜或在精确位置贴标签。 步进电机在这些应用中得到了广泛应用,通过开环控制可以轻松实现高精度定位。
半导体制造设备所需的电机。
半导体制造过程在极其洁净的无尘室中进行,对设备的性能有特殊要求。 特别是输送硅晶片(半导体的基板)的机器人,以及灼烧电路图案的曝光系统阶段、运行中的特殊电机 做。
在这些系统中,即使是最轻微的灰尘(颗粒)或电机本身产生的振动也是不能容忍的。 因此,直接驱动(DD)电机和线性电机(电机直接驱动机械臂或平台)被用来消除灰尘和齿轮磨损造成的齿隙(机械间隙),这些都是传统减速电机的问题所在。
线性电机是直接通过电磁力产生线性运动的电机,不需要将旋转运动转换为线性运动的干预机构。 就是这样。 这消除了机械误差因素,并将纳米级的终极精度与高速度结合在一起。
下一代交通,包括电动汽车和无人机
电动汽车(EV)和无人机等下一代移动设备的性能在很大程度上取决于所安装电机的性能。
电动汽车的驱动电机必须能够有效地将电池电量转化为驱动能量。因此,永磁同步电机(PMSM)被广泛应用于多种类型的汽车中,这种电机结构紧凑、重量轻,但效率高、输出功率大。
另一方面,驱动无人机螺旋桨的电机必须重量轻,并且对瞬时姿态控制反应灵敏。因此,几乎所有的飞行器都采用了紧凑、轻便、大功率的无刷直流电机。高效率也与更长的飞行时间直接相关。
生命维持医疗设备电机
医疗领域使用的设备,尤其是与人类生命直接相关的设备,对电机的绝对可靠性和安全性要求极高。
例如,由医生远程操作的手术支持机器人的手臂关节具有极强的使用高度可控的直流伺服电机(主要是无刷电机其设计目的是即使在低速状态下也能平稳移动的特性以及没有意外振动的特点使精确手术成为可能。
无刷直流电机具有很高的耐用性,可用于人工心肺机中循环血液的血泵等,从而实现长时间连续运行。由于没有电刷,降低了因磨损而导致故障的风险,稳定的旋转控制为病人的生命提供了保障。
选择电机所必需的辅助外围设备和知识。
使用减速器放大扭矩。
在选择电机时,可能无法单独满足所需的规格要求。 特别是在许多情况下,需要大扭矩,但转速要求不高。在这种情况下,减速机(齿轮减速机)发挥了积极作用。
减速齿轮是一种利用齿轮组合来减慢电机速度并放大其扭矩的装置。是。 例如,减速比为 10:1 的减速齿轮可将转速降低 10 倍,但可将扭矩增加 10 倍。这样就可以将相对较小的高速电机应用于需要低速和高扭矩的场合。
更多减速齿轮还有另一个重要作用。它的作用是将从电机轴上看到的负载惯性减小到减速比的平方就是这样。 这是显著改善惯性比的一个非常有力的手段,而惯性比是伺服电机选择中的一个问题,也是构建稳定控制系统的一个重要组成部分。
逆变器 "负责转换直流和交流。
什么是逆变器? 一言以蔽之,它们是 "可自由操控电流的转换设备"。具体来说,它将直流电(DC)转换为交流电(AC)。 对变频器的了解将拓宽您对电机的选择范围。
了解扭矩和电机功率(千瓦)
在选择电机时。扭矩和电机容量的换算 并可用于继续计算。 在从多个电机制造商中选择最合适的电机时,这些知识非常有用。
了解旋转方向
电机方面旋转方向,如 CW 和 CCW 存在。 旋转方向是设计过程中使用的一个术语,清楚地了解它有助于沟通。
最佳电机选择和类型汇总
本文全面概述了机器设计中电机选择和类型的概念。要选择最合适的电机,首先必须了解全局。
- 电机按电源轴(交流/直流)和控制方式(伺服/步进)分类
- 交流电机由商用电源驱动,是一种坚固耐用的感应电机。
- 直流电机的速度更容易控制,无刷直流电机是当今的主流。
- 选择的三个基本指标是扭矩、转速和惯性。
- 基于精确负载计算的系统化选择过程可防止故障发生。
- 选择步进电机或伺服电机进行高精度定位。
- 步进电机采用开环控制,操作简单,成本低廉。
- 伺服电机采用闭环控制,精度高、响应快。
- 两者之间的选择取决于性能要求和成本之间的平衡。
- 电机性能主要由电机驱动器决定。
- 编码器是伺服系统精度背后的 "眼睛"。
- 减速齿轮是放大扭矩和改善惯性比的重要部件。
- 最合适的电机取决于应用领域,例如 FA、半导体、家用电器、汽车、医疗等。
- 从各部门的案例研究中了解选择电机的原因非常重要
- 电机选择是设计的核心,决定了机器的整体性能和成本
上图