Як вибрати правильний мотор-редуктор постійного струму для пристроїв із живленням від акумулятора

Автомобіль з автоматичним керуванням, який повинен закінчити восьмигодинну зміну на блоку 48 В, є іншою інженерною проблемою, ніж портативний медичний насос, який працює кілька хвилин на день. Вибір правильного редукторного двигуна постійного струму для додатків із живленням від батареї визначає час роботи, маржу зупинки та термін служби, перш ніж будь-яке налаштування програмного забезпечення може допомогти. Редукторний двигун постійного струму поєднує в собі двигун постійного струму з постійним магнітом і вбудовану редукторну коробку передач, яка збільшує вихідний крутний момент і зменшує вихідну швидкість на фіксоване співвідношення; в акумуляторному обладнанні така ж конструкція доступна в щіткових і безщіткових версіях з обмотками 12 В, 24 В і 48 В.

Як спочатку вибрати правильний крутний момент і швидкість двигуна постійного струму

Вихідний крутний момент і швидкість визначають двигун, а не каталожну потужність. Виміряйте навантаження, яке фактично переміщує привод: робочий крутний момент на колесі або шпинделі, крутний момент відриву під час запуску та максимальну швидкість, яка потрібна машині. Передаточне число коробки передач співвідносить ці значення з валом двигуна. Коли для навантаження потрібно 12 Нм при 200 об/хв, а ступінь зниження становить 10:1, двигун повинен утримувати 1,2 Нм при 2000 об/хв, що становить приблизно 250 Вт механічної потужності до втрат контролера.

Додайте 15-20 відсотків запасу до першої оцінки опору обмоток, просідання акумулятора та тертя коробки передач. Практичне правило: P = T x n / 9,55, де P — механічна потужність у ватах, T — крутний момент у Н·м, а n — швидкість у об/хв. Для робочого прикладу з різними варіантами навантаження див. наш покроковий посібник із розрахунку крутного моменту для редукторних двигунів.

Зіставте обмотку редуктора постійного струму з напругою батареї

Напруга батареї визначає, які сімейства двигунів підходять перед початком порівняння продуктивності. Двигун, намотаний на 48 В і працює на 24 В, забезпечує приблизно одну чверть номінальної потужності, тому що потужність масштабується з квадратом відношення напруг. Спочатку відрегулюйте напругу пакета: 12 В для легких портативних інструментів, 24 В для компактних приводів AGV і підйомних колон, 48 В для потужніших логістичних платформ, де поточна економія має найбільше значення.

Після фіксації напруги в пакеті перевірте обмотку за кривою повного розряду. Літієва батарея на 24 В може працювати під напругою нижче 21 В при 20% заряді під навантаженням, і обмотка все ще повинна створювати корисний крутний момент при цій напрузі. Наше сімейство безщіткових редукторних двигунів низької напруги розроблено саме для цього робочого діапазону.

Безщітковий мотор-редуктор постійного струму 24 В для низьковольтних батарей Цей безщітковий мотор-редуктор на 24 В намотується для підтримки крутного моменту на кривій повного розряду літієвого блоку, що підходить для систем, що працюють від батарей. Номінальна потужність 25-400 Вт при 3000 обертах за хвилину з крутним моментом 0,08 Н·м забезпечує ефективність 85-92%, подовжуючи час роботи в порівнянні з щітковими альтернативами. Переглянути продукт →

Безщітковий мотор-редуктор 48 В із вищим діапазоном крутного моменту Для високовольтних акумуляторних блоків цей безщітковий мотор-редуктор на 48 В забезпечує крутний момент 0,2-1,27 Н·м при потужності 25-400 Вт, зберігаючи ефективність у робочому діапазоні. Його безщіточна конструкція знижує рівень обслуговування та рівень шуму, ідеально підходить для систем автоматизації та трансмісії електромобілів. Переглянути продукт →

Матові та безщіточні редукторні двигуни постійного струму: час роботи від батареї визначається

Безщіточні редукторні двигуни постійного струму віддають більше енергії від однієї батареї, оскільки їх ефективність зберігається в усьому робочому діапазоні. Матовий мотор-редуктор постійного струму зазвичай досягає максимуму між 70% і 80%, тоді як безщіткова конструкція досягає 85-92% при тому ж розмірі рами. На блоку потужністю 100 Вт-год двигун із ефективністю 90% забезпечує близько 90 Вт-год навантаження; щітковий двигун із ефективністю 72% забезпечує 72 Вт·год, розрив у часі роботи 18-20% без врахування втрат у передачах.

Виберіть коробку передач за типом навантаження та умовами удару

Ступінь зниження перетворює швидкий двигун із низьким крутним моментом на крутний момент, який потрібен застосуванню, але тип коробки передач вирішує, яка частина цього крутного моменту зберігається та як довго триватиме ступінь. Планетарні редуктори розподіляють навантаження між декількома планетарними шестернями, що збільшує щільність крутного моменту, зменшує люфт і покращує радіальну навантажувальну здатність порівняно з паралельним прямозубим ступенем того ж діаметру. Планетарні агрегати під прямим кутом економлять простір у вузлах рульового керування та підйому, але додають конічний або черв’ячний ступінь із власною вартістю ефективності.

Роботи та AGV, що працюють від акумуляторів, накопичують тисячі циклів «старт-стоп» і реверсування за зміну, тому амортизаційна потужність має більше значення, ніж максимальний крутний момент, указаний у таблиці даних. Планетарна коробка передач із люфтом менше 0,8 градуса також забезпечує повторюваність позиціонування, коли двигун працює в режимі контролю швидкості або положення. Компактний 42-мм безщітковий планетарний редукторний двигун є практичною відправною точкою для акумуляторних роботів середньої потужності.

42-міліметровий безщітковий планетарний мотор-редуктор із широким передавальним числом Цей компактний 42-мм безщітковий планетарний двигун забезпечує передавальне число від 3,7 до 307,54, забезпечуючи точне керування швидкістю та крутним моментом для роботів і AGV. Завдяки номінальному крутному моменту 0,048 Н·м і малому люфту він підходить для циклів «старт-стоп» і руху з контрольованим положенням. Переглянути продукт →

Перевірте робочий цикл, підвищення температури та реальне навколишнє середовище

Двигун, розрахований на безперервну роботу S1 при температурі навколишнього середовища 40 °C, знижуватиме потужність у герметичному акумуляторному корпусі, коли температура досягає 55 °C. Більшість приводів, що працюють від батареї, працюють у короткочасному режимі S2 або у періодичному режимі S3, і рейтинг визначає, як довго можна утримувати повний крутний момент, перш ніж обмотка перевищить межу класу ізоляції. Перевірте клас ізоляції, як правило, клас F при 155°C, і допустиме підвищення температури в таблиці даних.

Коли напруга блока живлення 24 В падає до 21 В при рівні заряду 20%, швидкість і доступний крутний момент падають приблизно на 12%. Укажіть двигун для нижнього кінця кривої розряду, а не для напруги спокою, і запишіть струм заблокованого ротора, а також номінальний струм, оскільки розміри роз’єму приводу та запобіжника.

Контрольний список для вибору двигунів постійного струму з живленням від батарейок

Використовуйте цю послідовність, коли порівнюєте ціни або переглядаєте пропозиції постачальника. Він виявляє більшість помилок розміру та сумісності перед створенням прототипу.

1. Перетворіть крутний момент робочого навантаження та максимальну швидкість у значення вала двигуна за допомогою передавального числа коробки передач, а потім додайте запас на 15-20%.
2. Зафіксуйте архітектуру батареї та переконайтеся, що обмотка двигуна відповідає нижньому краю кривої розряду.
3. Вибирайте безщітковий пристрій, якщо час роботи, шум або термін служби визначають характеристики; вибирайте щітку, коли перша вартість і простий контролер важливіші.
4. Виберіть коробку передач, яка витримує ударні та радіальні навантаження, не змушуючи двигун більшої потужності.
5. Перевірте робочий цикл відповідно до теплового класу двигуна за фактичного середовища в корпусі.

Якщо вимога залишається незрозумілою після цих перевірок, повідомте про профіль навантаження та специфікації батареї нашій групі інженерів для перевірки специфікацій двигуна перед інструментом або відбором зразків.

Поширені запитання про мотор-редуктор постійного струму з живленням від батареї

Яка найпоширеніша помилка при виборі двигуна постійного струму для акумуляторного обладнання?

Розміри за піковим крутним моментом замість постійного навантаження. Короткочасний пік запуску можна впоратися за рахунок термічної маси та трохи більшої коробки передач, але безперервна робота поблизу крутного моменту зупинки спрацює з температурними обмеженнями, скоротить термін служби щіток і розрядить батарею швидше, ніж передбачає оцінка часу роботи.

Скільки ще буде працювати безщітковий редуктор постійного струму від тієї ж батареї?

Виконуйте шкали часу майже безпосередньо із середньою ефективністю. На 85-92% безщіткового пристрою проти 70-80% щіткового акумулятора можна очікувати на 12-20% більше часу роботи від тієї ж упаковки, а також менше відпрацьованого тепла всередині герметичної батарейної коробки.

Двигун 24 В або 48 В для приводу AGV мені вибрати?

Використовуйте 24 В для компактних AGV приблизно до 250 Вт, де BMS і кабелі залишаються невеликими. Перейдіть до 48 В понад приблизно 250 Вт, щоб удвічі зменшити струм, зменшити розмір провідника та спростити керування батареєю більшої потужності.

Чи потрібна мені планетарна коробка передач для роботи від батареї?

Планетарні ступені є безпечнішим за замовчуванням для старт-стоп, заднього ходу та батареї з ударним навантаженням, оскільки вони розподіляють навантаження між кількома передачами. Якщо робота є плавною та безперервною, двигун-редуктор з паралельним валом із меншим передаточним числом може бути економічно ефективнішим.