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A直流無刷電機選型分析

A直流無刷電機選型對于A的研發(fā)來說至關(guān)重要，那如何能夠恰到好處的選擇電機的功率、電機的減速比、筆者分享以下經(jīng)驗可供參考。

電機經(jīng)減速機、傳動鏈條之后所提供的大扭矩如果小于克服負載所產(chǎn)生的摩擦力：

在這種情況下電機將持續(xù)處于過載狀態(tài)，可能出現(xiàn)減速機滑絲或者電機燒壞的現(xiàn)象，這種情況可能不會立即出現(xiàn)，但時間久了類似的故障不可避免，尤其是減速機滑絲的過程它是個緩慢的過程，減速機一旦滑絲電機必將報廢。

電機經(jīng)減速機、傳動鏈條之后所提供的大扭矩如果遠遠大于克服負載所產(chǎn)生的摩擦力：

這種情況的下，電機屬于資源浪費，電機未能充分的利用且推高了不必要的成本支出，這種情況也是不可接受的。

電機選型分析：

所選的電機及減速機首先要能夠提供足夠的扭矩來克服A大負載時所產(chǎn)生的摩擦力，其次電機的轉(zhuǎn)速經(jīng)減速機后所能輸出的速度能夠達到研發(fā)人員對A大速度的要求。

以下的參數(shù)是需要綜合來考慮的：

1、 電機功率

2、 電機減速比

3、 鏈條的傳動比

4、 驅(qū)動輪的直徑

5、 A要求的大速度

舉例說明：

客戶要求：單驅(qū)動（2個直流無刷電機）、單向移動、負載300KG、要求達到的大速度為30m/min。

所選電機參數(shù)如下：

電機功率 100W 電機轉(zhuǎn)速 3000r/min 額定扭矩 0.33NM

啟動扭矩 0.4NM 減速機減速比 20B

驅(qū)動輪直徑 0.065m 鏈條傳動比 1.6

電機額定功率：電機穩(wěn)定運行后的輸出功率。

電機轉(zhuǎn)速：電機全速運行時電機的轉(zhuǎn)速。

額定扭矩：電機啟動后穩(wěn)定運行時所能提供的扭矩。

啟動扭矩：電機啟動瞬間所能提供的大扭矩。

減速機減速比：減速機減速比，經(jīng)過減速機后電機速度降低“減速比倍”，輸出扭矩增大“減速比倍”。

驅(qū)動輪直徑：驅(qū)動單元驅(qū)動輪的直徑。

鏈條傳動比：主鏈輪和從鏈輪的齒輪數(shù)比。

推算過程：

100W 電機額定扭矩 0.33NM，配20B的減速箱后輸出扭矩能到到 0.33（額定扭矩）×20（減速比）=6.6NM。經(jīng)過主齒輪和從鏈輪減速比 1：1.6 后，輪子的輸出扭矩可以達到 6.6×1.6=10.56NM.

輪子的牽引力F=輪子的力矩/輪子的半徑。

所以輪子的牽引力=10.56/0.065=162.5N。

差速驅(qū)動有 2 個電機所有它能提供的牽引力是 162.5×2=324N。

400KG 的負載（車身加貨物）所需要的牽引力大概是 250N。

3000r/min 經(jīng)過 20B 的減速比后速度是 150r/min。

電機鏈輪與電機軸同角速度（150r/min），輪子齒輪和輪子同角速度，電機鏈輪和輪子鏈輪減速比是 1：1.6，所以輪子的角速度是 150/1.6=93.75r/min

所以輪子的線速度應(yīng)該是：2×3.14×0.065×93.75 = 38.315m/min

所以電機型號應(yīng)選擇中國臺灣泰映 9B100PD-D，減速機型號應(yīng)選擇中國臺灣泰映 9D20。

注意事項：

1、 很多國產(chǎn)電機的實際輸出功率大幅小于其所標明的額定功率，這個需要嚴格的測試，否則按照標明的額定功率算會有比較大的問題。例如某國產(chǎn)電機額定功率為200W，但經(jīng)過我們的實際測算其輸出功率大概在120W左右。

2、 A的負載分直接負載和間接負載兩種，直接負載是指重物直接放置在A上，間接負載是指重物放在類似于料車的裝置上，由A牽引該料車。

很多人認為直接負載和間接負載對扭矩要求不一樣，前者要求的扭矩更大，這實際上是一個誤區(qū)，要實現(xiàn)A的平穩(wěn)運行，兩者的要求均是克服負載所產(chǎn)生的滾動摩擦力，f=uFN ，在同一地面滾動摩擦因素u一定，正壓力FN = mg，負載質(zhì)量相同，正壓力FN 相同，所以滾動摩擦力f也相同。

但直接負載對A整個機構(gòu)及A的車輪要求更高，當然也有可能因為A機構(gòu)因素或者車輪因素導(dǎo)致滾動摩擦因素u增大的現(xiàn)象。

3、 負載所需牽引力的測算：

可采用4輪的料車，將已知質(zhì)量的重物放在4輪料車上，用測力計拉動料車平穩(wěn)運行，記錄其平穩(wěn)運行時所需的牽引力。然后該牽引力可以通過電機扭矩、減速比、鏈條傳動比及輪子的半徑等數(shù)據(jù)算出。

4、 測算時需要考慮電機的效率，保守估計電機的效率在70%左右，效率因電機而異。