在讨论无框伺服电机之前,让我们先看一下其中的组件。无框伺服电机由定子组件和带有永磁体的转子组件组成。如果未为应用选择编码器,则可以提供霍尔效应作为提供反馈的选项。无框伺服电机不包括轴,轴承或端铃。目的是将电动机直接集成到机器的机械结构中(转子直接连接到机器的旋转轴上),从而实现优化设计,减少占地面积并减轻机器重量。
无框伺服电机的优势
无框伺服电机的性能优势在于,将其设计为机器时可提供更高的刚度(刚度)。电机和负载(联轴器,皮带,皮带轮等)之间没有机械元件,因此动态性能得到了改善。惯性匹配并不像电动机和负载现在是惯性质量那样重要。另外,由于没有机械部件会磨损,因此整个系统的使用寿命得以延长,维护成本得以降低。
调整无框电机的尺寸
调整无框伺服电机的尺寸与调整内装电机的尺寸相同。您需要根据负载惯量,加速度,摩擦力等来计算速度和转矩。关于从多个选项中选择哪种绕组似乎还有更多的问题。根据经验,我们建议您查看速度要求和电动机可用电压,以近似于电动机所需的电压常数(Ke / Vkrpm)。以下是如何近似估算Ke的示例:
鉴于:
所需速度-3,000 rpm
电压-120 VAC(驱动器168 VDC)
近似Ke =电压/速度(V / Krpm)= 168/3 = 56 V / Krpm
通常,对于任何电压降,您都需要添加10%的安全系数,因此请确保在选择满足扭矩要求的合适机架尺寸后,寻找Ke值不大于50 V / Krpm的绕组。还需要解决总电压要求,并要考虑应用所需的电流(安培),电机电阻和电机的反电动势(BEMF)。以下继续我们的示例:
鉴于:
所需速度-3,000 rpm
所需扭矩-250盎司
电压-168 VDC
电机Ke-50 V / Krpm
电机转矩常数(Kt)-60 oz-in / amp
电机电阻-2欧姆
总电压要求= IR + BEMF =(250/60 x 2)+ 50 x 3 = 158伏以满足您的rpm要求。可用电压为168伏,因此到目前为止您的选择似乎是正确的。
该示例旨在说明在无框伺服电动机选型时加快选择可用绕组的方法。还需要考虑其他因素,例如涉及功耗和电机铁芯损耗的热计算。在选择电动机时,检查电动机速度/转矩曲线应该可以解决目前的所有问题。
无框伺服电机最有效的地方
总之,无框伺服电机是机床,离心机,搅拌机,绕线机等应用的理想解决方案,或者机械元件会带来额外的维护成本并严重浪费空间的任何其他应用。派克提供的机架尺寸从32到254毫米不等,扭矩从6.3到13,000 oz-in,并且速度高达50,000 rpm。提供各种绕组,使您可以根据电源和应用要求优化电动机。