共通技术201209-如何进行直线电机选型.doc

直线电机选型 ——最大推力和持续推力计算 时间 版本 修正者 备注 2012-08-12 V1.0 李海龙 做成 目录 直线电机选型 1 ——最大推力和持续推力计算 1 概述 3 三角模式 3 梯形模式 3 持续推力 4 计算公式 4 例子 5 概述 直线电机的选型包括最大推力和持续推力需求的计算。 最大推力由移动负载质量和最大加速度大小决定。 推力 = 总质量 x 加速度 + 摩擦力 + 外界应力 例子：当移动负载是2.5千克（包含动子），所需加速度为30m/s2时，那么，电机将产生75N的力（假设，摩擦力和外界应力忽略不计）。 通常，我们不知道实际加速度需求，但是，我们有电机运行实际要求。给定的运行行程距离和所需要的行程时间，由此可以计算出所需要的加速度。一般来说，对于短行程，推荐使用三角形速度模式，即无匀速运动，长行程的话，梯形速度模式更有效率。在三角形速度模式中，电机的运动是没有匀速段的。 三角模式 加速度为Acceleration = 4 x Distance / Travel_Time2 梯形模式 需要提前设置匀速的速度值，由此可以推算出加速度。 加速度 = 匀速 / （ 运动时间 – 位移 / 匀速 ） 同理，减速度的计算与加速度的计算是类似的，特殊情况是存在一个不平衡的力（例如重力）作用在电机上。 通常情况下，为了维持匀速过程和停滞阶段，摩擦力和外界应力也要考虑进来，为了维持匀速，电机会对抗摩擦力和外界应力，电机停止时则会对抗外界应力。 持续推力 计算公式 持续推力的计算公式如下： RMSForce = 持续推力 Fa = 加速度力 Fc = 匀速段力 Fd = 减速度力 Fw = 停滞力 Ta = 加速时间 Tc = 匀速时间 Td = 减速时间 Tw = 停滞时间 又最大推力和持续推力进行电机的选择。一般情况下，应该将安全系数设置为20~30%，从而抵消外界应力和摩擦力。 例子 电机需要在三角模式下，在0.2秒内，把4kg的负载移动0.3米。电机在同行程中，返程之前停滞时间为0.15秒。为了计算简单，假设摩擦力和其他不平衡力不存在。 由上述公式计算，如下： 加速度 = 减速度 = 4 x 0.3 / 0.22 = 30 m/s2 最大推力 = 加速度力 = 减速度力 = 负载 x 加速度 = 4 * 30 = 120N 持续推力 ：因为三角模式，所以无持续推力。