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選型妙招 | 直線電機(jī)選型推力計(jì)算
2023-12-25 11:53
各位小伙伴們好，直線電機(jī)在自動(dòng)化行業(yè)可以說(shuō)是已經(jīng)比較普及了。其實(shí)很多小伙伴們已經(jīng)接觸過(guò)直線電機(jī)，甚至是比較熟練地將直線電機(jī)應(yīng)用在各種設(shè)備上了。
那么，各位小伙伴們知道有什么好的直線電機(jī)選型方法嗎？通過(guò)什么方式來(lái)判斷我們所選的直線電機(jī)是否能夠達(dá)到我們的應(yīng)用要求呢？接下來(lái)，線馬科技將分享直線電機(jī)選型的干貨知識(shí)，一起來(lái)看看吧！
方式
Way
1、看直線電機(jī)的推力（包含持續(xù)推力和峰值推力）；
2、看直線電機(jī)的最大速度。
這兩者要同時(shí)滿足。其中最大速度可以通過(guò)提高供電電壓來(lái)適當(dāng)提升。而直線電機(jī)的推力作為直線電機(jī)的最重要參數(shù)之一，我們一般會(huì)清晰直觀地標(biāo)注在電機(jī)的性能參數(shù)表上。
那如何來(lái)計(jì)算我們的應(yīng)用中需要多大的推力呢？
今天和大家
分享一下直線電機(jī)選型中的推力計(jì)算。
最大推力的計(jì)算
Calculation of maximum thrust
直線電機(jī)的峰值推力要滿足最大推力要求。
最大推力一般是在加速過(guò)程中需要用到的推力，由移動(dòng)物體的質(zhì)量（包括直線電機(jī)的動(dòng)子質(zhì)量）和最大加速度決定。
最大推力計(jì)算方式如下：
Fmax=Fa=m總×amax＋f摩擦力+f其他外部力
Fmax：最大推力
m總：移動(dòng)物總質(zhì)量
amax：最大加速度
f摩擦力：運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力
f其他外部力：其他外部力，如拖鏈阻力等
有時(shí)我們不能明確具體的速度加速度大小是多少，但是我們可以根據(jù)時(shí)間節(jié)拍（即多長(zhǎng)時(shí)間需要走完多少行程）來(lái)規(guī)劃預(yù)設(shè)速度和加速度。
長(zhǎng)行程時(shí)，通過(guò)梯形V-T模式。短行程時(shí)，通過(guò)三角形V-T模式。一般是預(yù)設(shè)相同的加減速大小。
通過(guò)預(yù)設(shè)出加減速大小，可以按照如上最大推力計(jì)算方式算出加減速時(shí)的推力。
持續(xù)推力的計(jì)算
Calculation of sustained thrust
直線電機(jī)的持續(xù)推力要滿足該持續(xù)推力。
直線電機(jī)在維持勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和上使能后的靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，需要克服摩擦力和和外部力做功。計(jì)算持續(xù)推力時(shí)需要加入此過(guò)程。
持續(xù)推力計(jì)算方式：
Fa：加速時(shí)推力 Ta：加速時(shí)間
Fc：勻速推力 Tc：勻速時(shí)間
Fd：減速推力 Td：減速時(shí)間
Fw：靜止時(shí)推力 Tw：靜止時(shí)間
注意
Note
為了更加安全起見(jiàn)，以上推力計(jì)算完成之后，需要設(shè)定一個(gè)安全系數(shù)。一般是1.3，即最終推力為計(jì)算推力*1.3。
計(jì)算案例展示
Calculation case presentation
現(xiàn)在，我們以一個(gè)平躺安裝的直線電機(jī)為例。
要求如下：
總共25kg的負(fù)載，2m的行程，需要在1.2s走完，重復(fù)的折返走。在兩端的停留時(shí)間都是1s。
首先，預(yù)設(shè)一個(gè)V/T曲線，如下。加速度和最大速度分配不同，加速推力也會(huì)有差異。以下分配已是較優(yōu)分配。
加速度為0.64g，速度為2.5m/s。
然后，根據(jù)如上數(shù)值計(jì)算。
最大推力：Fmax=Fa=m總×amax＋f摩擦力+f其他外部力，為計(jì)算方便，所計(jì)算出推力數(shù)值都取整數(shù)。
m總×amax=(25+1.2)*0.64*9.8=164N
其中：1.2為動(dòng)子本體重量；9.8為重力加速度數(shù)值。
f摩擦力=（（25+1.2）*9.8+0.89*1000）*0.02=23N
其中：0.89為動(dòng)定子間的吸引力，單位為KN；0.02為摩擦系數(shù)，該值可根據(jù)實(shí)際裝配情況做調(diào)整，一般為0.01-0.02。
f外部力=20N
該值為一些其他阻力，比如拖鏈阻力等，可根據(jù)實(shí)際情況做調(diào)整。
以上可得：Fmax=Fa=164+23+20=207N
加速時(shí)間：Ta=0.4s
同理可得，減速推力Fd=m總×amax-f摩擦力-f外部力=164-23-20=121N
減速時(shí)間：Td=0.4s
勻速推力：Fc=f摩擦力+F外部力=43N
勻速時(shí)間：Tc=0.4s
靜止時(shí)推力:Fw=0N
靜止時(shí)間：Tw=1s
代入公式可得持續(xù)推力：
最后，算上安全系數(shù)1.3后：
峰值推力：Fmax=207*1.3=269N
持續(xù)推力:RMSForce=104*1.3=135N
為方便計(jì)算，也可使用計(jì)算工具進(jìn)行計(jì)算。
由以上計(jì)算推力推薦可選線馬科技電機(jī):MIC98-070-S1
再將所選電機(jī)的動(dòng)子重量和吸引力代入計(jì)算公式中進(jìn)行驗(yàn)證，看計(jì)算推力是否超出電機(jī)的推力，這便是最后的計(jì)算步驟了。在直線電機(jī)領(lǐng)域，線馬科技的直線電機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)高速、高精度的直線運(yùn)動(dòng)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。
深圳線馬科技有限公司，成立于2015年，總部設(shè)立于廣東深圳，是一家高新技術(shù)企業(yè)（隸屬深圳市深科達(dá)智能裝備股份有限公司 股票代碼：688328）。以專注于線性馬達(dá)的研發(fā)、定制、生產(chǎn)、制造為基礎(chǔ)，并以此為基本單元，為客戶提供最適合的自動(dòng)化運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。面向高端制造行業(yè)，致力于自動(dòng)化工業(yè)的生產(chǎn)效率、品質(zhì)的提高。
文章來(lái)源于線馬科技
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