選型妙招|直線電機選型推力計算
各位小伙伴們好,直線電機在自動化行業可以說是已經比較普及了。其實很多小伙伴們已經接觸過直線電機,甚至是比較熟練地將直線電機應用在各種設備上了。
那么,各位小伙伴們知道有什么好的直線電機選型方法嗎?通過什么方式來判斷我們所選的直線電機是否能夠達到我們的應用要求呢?接下來,線馬科技將分享直線電機選型的干貨知識,一起來看看吧!
1、看直線電機的推力(包含持續推力和峰值推力);
2、看直線電機的最大速度。
這兩者要同時滿足。其中最大速度可以通過提高供電電壓來適當提升。而直線電機的推力作為直線電機的最重要參數之一,我們一般會清晰直觀地標注在電機的性能參數表上。

那如何來計算我們的應用中需要多大的推力呢?
今天線馬科技和大家
分享一下直線電機選型中的推力計算。
直線電機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程中需要用到的推力,由移動物體的質量(包括直線電機的動子質量)和最大加速度決定。
最大推力計算方式如下:
Fmax=Fa=m總×amax+f摩擦力+f其他外部力
Fmax:最大推力
m總:移動物總質量
amax:最大加速度
f摩擦力:運動時的摩擦力
f其他外部力:其他外部力,如拖鏈阻力等
有時我們不能明確具體的速度加速度大小是多少,但是我們可以根據時間節拍(即多長時間需要走完多少行程)來規劃預設速度和加速度。
長行程時,通過梯形V-T模式。短行程時,通過三角形V-T模式。一般是預設相同的加減速大小。


通過預設出加減速大小,可以按照如上最大推力計算方式算出加減速時的推力。
直線電機的持續推力要滿足該持續推力。
直線電機在維持勻速運動狀態和上使能后的靜止狀態時,需要克服摩擦力和和外部力做功。計算持續推力時需要加入此過程。
持續推力計算方式:

Fa:加速時推力 Ta:加速時間
Fc:勻速推力 Tc:勻速時間
Fd:減速推力 Td:減速時間
Fw:靜止時推力 Tw:靜止時間
為了更加安全起見,以上推力計算完成之后,需要設定一個安全系數。一般是1.3,即最終推力為計算推力*1.3。
現在,我們以一個平躺安裝的直線電機為例。
要求如下:
總共25kg的負載,2m的行程,需要在1.2s走完,重復的折返走。在兩端的停留時間都是1s。
首先,預設一個V/T曲線,如下。加速度和最大速度分配不同,加速推力也會有差異。以下分配已是較優分配。

加速度為0.64g,速度為2.5m/s。
然后,根據如上數值計算。
最大推力:Fmax=Fa=m總×amax+f摩擦力+f其他外部力,為計算方便,所計算出推力數值都取整數。
m總×amax=(25+1.2)*0.64*9.8=164N
其中:1.2為動子本體重量;9.8為重力加速度數值。
f摩擦力=((25+1.2)*9.8+0.89*1000)*0.02=23N
其中:0.89為動定子間的吸引力,單位為KN;0.02為摩擦系數,該值可根據實際裝配情況做調整,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,可根據實際情況做調整。
以上可得:Fmax=Fa=164+23+20=207N
加速時間: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
減速時間:Td=0.4s
勻速推力:Fc=f摩擦力+F外部力=43N
勻速時間:Tc=0.4s
靜止時推力:Fw=0N
靜止時間:Tw=1s
代入公式可得持續推力:

最后,算上安全系數1.3后:
峰值推力:Fmax=207*1.3=269N
持續推力:RMSForce=104*1.3=135N
為方便計算,也可使用計算工具進行計算。

由以上計算推力推薦可選線馬科技電機:MIC98-070-S1

再將所選電機的動子重量和吸引力代入計算公式中進行驗證,看計算推力是否超出電機的推力,這便是最后的計算步驟了。在直線電機領域,線馬科技的直線電機能夠實現高速、高精度的直線運動,具有結構簡單、維護方便等優點。