如何进行直线电机选型

如何进行直线电机选型

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直线电机选型

——最大推力和持续推力计算

目录

如何进行直线电机选型 .............................................................................................................................................................. 1 直线电机选型 .............................................................................................................................................................................. 3

——最大推力和持续推力计算 .................................................................................................................................. 3

概述 ............................................................................................................................................................................................. 5 三角模式...................................................................................................................................................................................... 5 梯形模式...................................................................................................................................................................................... 6 持续推力...................................................................................................................................................................................... 7

计算公式 ...................................................................................................................................................................... 7 例子 .............................................................................................................................................................................. 8

概述

直线电机的选型包括最大推力和持续推力需求的计算。

最大推力由移动负载质量和最大加速度大小决定。

推力 = 总质量 x 加速度 + 摩擦力 + 外界应力

例子：当移动负载是2.5千克（包含动子），所需加速度为30m/s²时，那么，电机将产生75N的力（假设，摩擦力和外界应力忽略不计）。

通常，我们不知道实际加速度需求，但是，我们有电机运行实际要求。给定的运行行程距离和所需要的行程时间，由此可以计算出所需要的加速度。一般来说，对于短行程，推荐使用三角形速度模式，即无匀速运动，长行程的话，梯形速度模式更有效率。在三角形速度模式中，电机的运动是没有匀速段的。

三角模式

加速度为Acceleration = 4 x Distance / Travel_Time²

梯形模式

需要提前设置匀速的速度值，由此可以推算出加速度。

加速度 = 匀速 / （ 运动时间 – 位移 / 匀速 ）

同理，减速度的计算与加速度的计算是类似的，特殊情况是存在一个不平衡的力（例如重力）作用在电机上。

通常情况下，为了维持匀速过程和停滞阶段，摩擦力和外界应力也要考虑进来，为了维持匀速，电机会对抗摩擦力和外界应力，电机停止时则会对抗外界应力。

持续推力

计算公式

持续推力的计算公式如下：

RMSForce = 持续推力

Fa = 加速度力

Fc = 匀速段力

Fd = 减速度力

Fw = 停滞力

Ta = 加速时间

Tc = 匀速时间

Td = 减速时间

Tw = 停滞时间

又最大推力和持续推力进行电机的选择。一般情况下，应该将安全系数设置为20~30%，从而抵消外界应力和摩擦力。

例子

电机需要在三角模式下，在0.2秒内，把4kg的负载移动0.3米。电机在同行程中，返程之前停滞时间为0.15秒。为了计算简单，假设摩擦力和其他不平衡力不存在。

由上述公式计算，如下：

加速度 = 减速度 = 4 x 0.3 / 0.2² = 30 m/s²

最大推力 = 加速度力 = 减速度力 = 负载 x 加速度 = 4 * 30 = 120N

持续推力 ：因为三角模式，所以无持续推力。