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馬達如何選型

開始選配馬達
以下內容將說明如何根據速度、行程、負載等需求來選擇 合適的馬達。進行選配工作的基本流程如下:
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STEP1 需求確認
為能正確地決定出適合使用者需求的馬達,選用前必須了解下列負載慣量與運動公式的計算。
負載慣量計算
負載慣量一般可由3D繪圖軟體或依負載慣量方程式計算求得,常用的基本慣量方程式描述如下:
圓柱形負載
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決定運動速度規劃與運動參數
運動公式
常用的基本運動學方程式描述如下:
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其中ω是角速度,α是角加速度,t是移動時間而θ是移動角度。使用者可以選擇這四個變數(ω, α,t與θ)中 的任兩個變數當設計值,剩下的兩個變數可以由上述公式計算得到。
速度規劃
轉矩馬達選用的速度規劃分為梯形軌跡(Trapezoid profile)與三角形軌跡(Triangle profile),梯形軌跡常用於 掃描的應用,速度規劃分為加速段、等速段及減速段三部分,最大角加速度值可依前述基本運動學方程式 求得;三角形軌跡通常用於點對點應用,速度規劃分為加速段及減速段二部分,其速度曲線及公式可簡化如 下:
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STEP 2 轉矩計算
最大轉矩的計算可以由下式求得
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其中Ti是慣性轉矩,Tf是摩擦轉矩、切削力等外力所產生之轉矩。
在大部分的應用案例,運動方式常是週期性的運動。假設一週期性運動,其中t4為運動完的停留時間,因此 該週期運動的等效轉矩計算如下式:
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STEP 3 馬達選用與轉矩-速度曲線確認
透過HIWIN型錄的馬達規格表,使用者可以由瞬間轉矩及等效轉矩需求選擇適合的馬達,並確認所有使用條 件的速度與轉矩都位於該馬達的轉矩-速度曲線範圍內。
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馬達選用判斷式如下:
Tmax
Te < Tc
使用者需考慮等效轉矩與連續轉矩的比值,通常其比值(Te/Tc)建議設計在0.7以內;其中TMRW系列連續轉矩 分為一般空冷與水冷,若馬達搭配水冷使用時,選用馬達時等效轉矩的比較可依水冷連續轉矩為準。
對應的瞬間電流Imax與等效電流Ie可由馬達轉矩常數代入下式計算得知(Kt請參照附錄B說明)。
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轉矩馬達選用範例

負載要求:負載工件Φ500mm厚15mm的鋁圓盤,無偏心,重量12kg,鋁圓盤上有8個100x50x50mm治具每 隔45度置於鋁圓盤上,每個治具重1kg,治具重心位置離旋轉中心150mm,機構摩擦力2Nm。
速度要求:每個工位(45度)0.3秒完成,每個工位間休息1秒
STEP1 需求確認
負載慣量計算
圓盤慣量
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STEP 2 轉矩計算
一般負載慣量(J)與馬達轉子慣量(Jm)建議在50倍以下,粗估馬達型號可依30倍估算。
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STEP 3 馬達選用與轉矩-速度曲線確認
依據算出的轉矩Tma x及T e可選用TMS34,其瞬間轉矩
Tp=60Nm、連續轉矩Tc=20Nm、轉矩常數Kt=6.6Nm/
A(rms),且所有使用條件的速度與轉矩都位於TMS34的轉矩
-速度曲線範圍內。
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点击次数: 更新时间:2017-12-26