虽然电机是任何运动系统的基本部分,为应用选择正确的电机很少是一个容易的决定。有各种各样的电机技术需要考虑,每一种技术都有不同的特点,可以以不同的方式影响设计。诸如速度、扭矩、寿命、机械包络、精度和占空比等因素将决定您是否选择无刷直流电机、无芯直流电机或步进电机。

速度和扭矩

你的运动系统的输出速度的要求应该是你的选择电机时,首先要考虑的因素之一。无刷直流电动机非常适合于更高的速度操作。空心杯直流电机中速下工作。更高的速度引起碳刷磨损,从而导致寿命缩短。步进电机电子换向,但其较高的磁极对数使它们适用于在较低的速度运行。

另一个需要考虑的因素是运动系统的输出力矩要求。工程师应该关注应用过程中的连续扭矩和运行过程中有限时间内的峰值扭矩。不同的电机技术具有不同的最大连续输出扭矩能力。然而,根据应用,所有三种类型的电机可能能够提供所需的输出扭矩。此外,您可以添加一个变速箱,以增加您的运动系统的输出扭矩能力。注意,根据传动比,输出速度有相应的降低。

工作寿命

运动系统的工作在许多每天和时间周期每个周期,或每天和占空比工作时间的通常定义。有了这些信息,您可以确定运动系统需要工作在预期产品寿命的最大小时数。这个预测会影响您的电机选择。有刷直流电机有穿随着时间的推移,限制了他们一生的机械换向系统,而直流无刷电机和步进电机的电子换向,并没有任何相关的磨损,给他们一个更长的期望寿命。

轴承也影响的运动系统的寿命。套筒轴承将提供几千小时的寿命,而滚珠轴承一般会提供超过10000小时的寿命。当然,径向和轴向负荷施加于运动系统的轴必须落在规定的设计限制内。另外,该系统内的增加的热量可能不利地润滑剂的寿命影响。

机械信封和系统精度

为了达到您所要求的机械外壳,您必须首先确认您所选择的电机技术的直径和长度将适合其预期的空间。虽然速度和扭矩要求通常可以通过一种或多种电机类型来满足,甚至可以通过给定技术的变化来满足,但您还必须确定电机的功率能力足以满足应用程序。

关于系统精度,刷涂和无刷直流电动机都需要编码器跟踪和控制转子的位置。标准编码器提供相同包装大小内的一系列分辨率,以满足不同的应用要求。您还可以通过将变速箱添加到电机前部来增加分辨率。分辨率乘以齿轮比,因此您可以通过组合编码器和变速箱倍增器来实现精确定位。

步进电机结构,以提供定位精度。转子上的极数将决定每转的步数,产生给电机的每个脉冲的步长角度。驱动程序通常可以通过半步或微步来提高分辨率,在机械步骤之间创建中间的电子步骤。一个可选的变速箱也可以提供额外的分辨率基于齿轮传动比。

占空比

通常情况下,电机不连续的应用程序运行。它通常运行一段和休息一段时间。当谈到占空比,要注意电机的温升。所有电机的最大额定温度。操作上述同样温度下马达可能会损坏其内部组件。电流马达的量绘制将影响温度上升;电流越高,更快的温度会升高。

由于电流正比于电动机的扭矩输出,则可以是倾斜的,以增加电流以增大转矩,保持马达的整体尺寸尽可能小。请记住,但是,在周期上的时间要求,必须平衡,以便吸取的电流不会使电动机超过其最大工作温度。

最后,不要忘了,可能会影响工作周期环境因素。将电机安装到一个基础,可以进行热量带走?有电机的帮助周围有足够的气流保持冷静?将马达被容纳发热部件之间的外壳,这将提高环境温度内?

固定与便携式

如果产品将在一个固定的位置,您将有更大的灵活性,在电机的大小和重量。您可以更多地关注应用程序所需的性能特征。对于电池驱动的移动或移动产品,电机的电流吸引是至关重要的。当电机满足其性能要求时,电流越低,电池在两次充电之间的运行时间就越长。确保优先考虑电池驱动设备的电机尺寸和重量。

在电机选择过程中,每种应用都有许多需要考虑的因素。当确定最适合您的应用程序的电机技术时,您必须仔细权衡所有因素,并决定它们将如何影响电机性能,以便您可以开发最优的产品。

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