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直線電機-直驅產品選型指南與支持

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直線電機選型

聚焦推力與速度模式的精準計算

直線電機選型核心圍繞「最大推力」與「持續推力」展開,需結合運動物體的質量、加速度及運動速度模式綜合判斷。

1.直線電機的選型包括最大推力和持續推力需求的計算。

2.直線運動中F=ma,F是負載及動子等物體組成的運動整體運動需要的力,單位N;m是運動物體的量,單位kg;a是加速度,單位m/s2。最大推力由移動負載質量和最大加速度決定,實際應用中推力質量x加速度+摩擦力+外界應力。

3.通常不知道實際加速度需求,但有運行時間的要求,給定運動行程和所需時間,便可計算出加速度對于短行程,推薦使用三角形速度模式(無勻速),長行程推薦梯形速度式。

4.計算減速度和計算加速度類似,除非對運動物體施加額外的非平衡力。

5.為了維持勻速過程和停滯階段,摩擦力和外界應力也需要計算(為了維持勻速,電機會對抗摩擦力和外界應力,電機上伺服停滯時會對抗外界應力)。

6.三角形模式

a=2S/t2,t=運動時間。

7.梯形模式

預設S不變,設定最大速度(勻速),加速度隨之調整,a=v2/(S-vt),t=運動時間。

8.計算持續推力公式如下:

為保障電機長期穩定運行,需計算"持續推力"(覆蓋加/減速、勻速、停滯等全周期):

Fa=加速運動段的推力 Ta=加速時間

Fc=勻速運動段的推力 Tc=勻速時間

Fd=減速運動段的推力 Td=減速時間

Fw=停滯段的推力 Tw=停滯時間

9.安全系數建議

根據最大推力和持續推力選型時,應該將安全系數設定為20~30%,以確保電機推力能夠完全覆蓋運動所需推力、摩擦力和外界應力。

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