直線電機(jī)的選型

 

直線電機(jī)選型的重要性

 

線性電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)電氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不同。旋轉(zhuǎn)電機(jī)通常通過諸如絲杠、的旋轉(zhuǎn)部件轉(zhuǎn)換為線性運(yùn)動(dòng)。直線電機(jī)的直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)對(duì)其性能起著決定性的作用。線性電動(dòng)機(jī)用戶通常對(duì)負(fù)載運(yùn)動(dòng)有一系列要求。因此，我們需要為客戶選型合適的電動(dòng)機(jī)。如果選型不當(dāng)，則可能無法滿足客戶的要求或給客戶帶來不必要的成本增加。并非所有傳統(tǒng)的變速箱都可以用線性電動(dòng)機(jī)代替。如果在工作條件下無法實(shí)現(xiàn)線性電動(dòng)機(jī)的高速性能，則這種更換可能是不合理的。

傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過減速機(jī)構(gòu)來確保正常的動(dòng)力，而線性推力系統(tǒng)具有有限的連續(xù)推力和最大推力，并且不能通過減速等產(chǎn)生更大的力。因此，當(dāng)速度非常低時(shí)，無法增加力，因此無法施加正常功率。

 

另外，存在成本問題，盡管直線電機(jī)的初始成本高于螺旋鉆，但高檔螺桿的采購成本將越來越高，在精密應(yīng)用中，此時(shí)，螺桿系統(tǒng)還需要考慮由于安裝了線性編碼器，因此線性電動(dòng)機(jī)和絲杠的成本之間的差異將變得很??；螺絲驅(qū)動(dòng)平臺(tái)仍在使用中。最后，隨著直線電機(jī)生產(chǎn)技術(shù)的提高和批量生產(chǎn)的不斷擴(kuò)大，采購成本也在降低。

 

根據(jù)客戶要求選型電機(jī)

 

目前，線性電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用尚未得到廣泛應(yīng)用，了解線性電動(dòng)機(jī)的用戶并不多。當(dāng)用戶想要使用Lim時(shí)，他們沒有能力自己選型Lim。因此，我們需要幫助用戶根據(jù)自己的需求進(jìn)行選型。

由于用戶別無選型，因此只能提供他們的需求。根據(jù)直線電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用，這些要求通常為:行程、加速度、最高速度等。實(shí)際上，沒有客戶會(huì)給我們這些數(shù)據(jù)。由于需要計(jì)算這些數(shù)據(jù)，因此用戶通常不進(jìn)行計(jì)算，或者計(jì)算出的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。在這一點(diǎn)上，我們需要知道直線電動(dòng)機(jī)需要驅(qū)動(dòng)什么樣的負(fù)載以及該負(fù)載需要執(zhí)行哪種運(yùn)動(dòng)。

 

確定運(yùn)動(dòng)曲線

 

在確定負(fù)載的運(yùn)動(dòng)曲線之前，我們需要知道客戶的負(fù)載是什么。許多客戶的負(fù)載是加工零件或其他材料。除驅(qū)動(dòng)材料外，線性電動(dòng)機(jī)還需要驅(qū)動(dòng)固定裝置以放置或固定這些材料。這些固定裝置往往比材料更大，更重。我們需要知道的是線性電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器整個(gè)運(yùn)動(dòng)部分的質(zhì)量。

 

這是我們?cè)谶x型模型時(shí)使用的實(shí)際負(fù)載。線性電動(dòng)機(jī)選型的基本原理是根據(jù)電動(dòng)機(jī)本身的參數(shù)和數(shù)學(xué)關(guān)系來計(jì)算運(yùn)動(dòng)曲線所需的最大推力和均方根力。當(dāng)直線電動(dòng)機(jī)的最大推力和連續(xù)推力滿足這些要求時(shí)，就可以進(jìn)行選型。

 

以最常見的運(yùn)動(dòng)曲線為例，我們要求負(fù)載在時(shí)間t處從軸上的點(diǎn)a移到點(diǎn)B，距離為s。到達(dá)點(diǎn)B時(shí)，速度為零。暫停后，它將從b點(diǎn)返回到a點(diǎn)。返回時(shí)，要求與以前相同，它將來回移動(dòng)，直到處理完成。

 

這樣，我們可以根據(jù)客戶的要求將t分為三部分。加速時(shí)間:T1

 

恒速時(shí)間:T2減速時(shí)間:T3

 

我們將超時(shí)命名為T4。根據(jù)行程s，我們可以計(jì)算出T1、 T2、 T3、的加速度a和減速度‐a，以便繪制運(yùn)動(dòng)曲線（V‐T），如下圖所示。

 

計(jì)算與選型

 

可以計(jì)算運(yùn)動(dòng)曲線各部分上的力。具體的計(jì)算方法如下:

 

F1=（M1 + m2）* a + FC

 

恒速力 :

 

F2=Fc

 

減速段力 :F3=（M1 + m2）*（-a）+ FC停止時(shí)，電機(jī)不輸出:

 

F4=0

 

包括:

 

A是加減速時(shí)的加減速

 

M1是總移動(dòng)負(fù)載的質(zhì)量M2是電機(jī)線圈的質(zhì)量

 

FC是克服摩擦的需求。精密直線導(dǎo)軌的精度系數(shù)一般為0.01，因此一般取FC=0.01（M1 + m2）1K *

 

這樣，我們可以計(jì)算