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电机减速机一体式的优点

电机减速机一体式的优点

  • 发布时间:2024-07-09 17:55
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电机减速机一体式的优点

【概要描述】电机减速机一体式的优点以及何时选择集成齿轮马达:
尽管齿轮箱有利于尺寸受限的应用以及运行速度为 1.000 rpm 或更低的应用,但只有约三分之一的电机驱动运动系统使用齿轮装置。使用带伺服电机的齿轮箱还有许多其他优势。

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  电机减速机一体式的优点以及何时选择集成齿轮马达

  尽管齿轮箱有利于尺寸受限的应用以及运行速度为 1.000 rpm 或更低的应用,但只有约三分之一的电机驱动运动系统使用齿轮装置。使用带伺服电机的齿轮箱还有许多其他优势。 

  派克变速箱扭矩倍增:齿轮箱安装在电机输出轴上时可提供机械优势。齿轮的数量和每个齿轮上的齿数可产生由比率定义的机械优势。如果电机产生 100 lb-in 的扭矩,则安装 5:1 齿轮箱可产生接近 500lb-in 的输出扭矩,具体取决于齿轮箱的效率。

  减速:齿轮箱通常被称为齿轮减速器,因为大多数齿轮箱都会增加输出扭矩,同时降低输出速度。以 1.000 rpm 运行的电机装有 5:1 比率的齿轮箱,输出 200 rpm。这种减速可提高系统性能,因为许多电机在低转速下无法高效运行。

  考虑必须以 15rpm 运行的磨石机构。在此速度下,电机齿槽效应会使砂轮旋转不一致。磨石的可变阻力也使砂轮旋转不可预测。相比之下,将 100:1 齿轮箱安装到电机上可让电机以 1.500 rpm 运行。电机-齿轮头组合可提供更一致的输出力,即使存在摩擦和负载变化,车轮也能平稳旋转。

  惯性匹配:过去 20 年来,伺服电机制造商引入了轻质材料、密集铜绕组和高能磁铁,用于在给定框架尺寸下产生更大扭矩的电机。虽然这种趋势有益,但它增加了伺服电机与其控制的负载之间惯性不匹配的风险。

  如果负载惯性明显超过电机,则会导致过度过冲或增加稳定时间——这两者都会降低生产线的产量。另一方面,对于应用而言过大的电机具有较高的初始成本,并且会消耗更多功率来加速其自身惯性。

  在这里,齿轮头可以帮助将电机惯性与负载惯性匹配,从而产生响应更快的系统。电机的反射惯性等于负载惯性除以齿轮头比率的平方。快速启动和停止应用从匹配良好的电机和负载惯性中受益最多。

  配置选项成本节约:使用齿轮箱增加扭矩、降低速度和匹配惯性也有助于降低系统成本,因为它允许使用更小的电机和驱动器。考虑一个需要 200‚lb-in. 和 300‚rpm 转速的应用。仅使用伺服电机驱动此负载(假设符合行业标准性能特征)需要 142 毫米机架尺寸和提供 30‚A 连续电流的驱动器。这样的系统成本约为 6.000 美元。相比之下,包括齿轮箱可将电机和齿轮箱机架尺寸缩小到 90‚mm — 并且由此产生的机械优势也允许使用更小的驱动器。这样的系统成本约为 3.300 美元。

  配置选项

  如果齿轮箱有意义,工程师必须确定直列或直角齿轮是否适合设计的占地面积。接下来,必须在集成齿轮电机或更常见的齿轮箱-电机对之间做出决定。

  直列式齿轮箱通常用于运动控制应用,因为它们比直角齿轮箱具有更高的扭矩输出和更低的齿隙。它们的成本也低于直角类型。顾名思义,直列式齿轮箱的输出轴与电机轴成一线(居中)。

  另一方面,当伺服电机需要装入狭小空间时,通常会使用直角齿轮箱。此时,直角齿轮箱的输出轴与驱动电机轴成 90° 角。蜗杆组等齿轮装置具有固有的直角设计,因为蜗杆的驱动轴(螺钉)与蜗轮轴成 90° 角。

  电机减速机一体式的优点以及何时选择集成齿轮马达

  尽管齿轮箱有利于尺寸受限的应用以及运行速度为 1.000 rpm 或更低的应用,但只有约三分之一的电机驱动运动系统使用齿轮装置。使用带伺服电机的齿轮箱还有许多其他优势。 

  派克变速箱扭矩倍增:齿轮箱安装在电机输出轴上时可提供机械优势。齿轮的数量和每个齿轮上的齿数可产生由比率定义的机械优势。如果电机产生 100 lb-in 的扭矩,则安装 5:1 齿轮箱可产生接近 500lb-in 的输出扭矩,具体取决于齿轮箱的效率。

  减速:齿轮箱通常被称为齿轮减速器,因为大多数齿轮箱都会增加输出扭矩,同时降低输出速度。以 1.000 rpm 运行的电机装有 5:1 比率的齿轮箱,输出 200 rpm。这种减速可提高系统性能,因为许多电机在低转速下无法高效运行。

  考虑必须以 15rpm 运行的磨石机构。在此速度下,电机齿槽效应会使砂轮旋转不一致。磨石的可变阻力也使砂轮旋转不可预测。相比之下,将 100:1 齿轮箱安装到电机上可让电机以 1.500 rpm 运行。电机-齿轮头组合可提供更一致的输出力,即使存在摩擦和负载变化,车轮也能平稳旋转。

  惯性匹配:过去 20 年来,伺服电机制造商引入了轻质材料、密集铜绕组和高能磁铁,用于在给定框架尺寸下产生更大扭矩的电机。虽然这种趋势有益,但它增加了伺服电机与其控制的负载之间惯性不匹配的风险。

  如果负载惯性明显超过电机,则会导致过度过冲或增加稳定时间——这两者都会降低生产线的产量。另一方面,对于应用而言过大的电机具有较高的初始成本,并且会消耗更多功率来加速其自身惯性。

  在这里,齿轮头可以帮助将电机惯性与负载惯性匹配,从而产生响应更快的系统。电机的反射惯性等于负载惯性除以齿轮头比率的平方。快速启动和停止应用从匹配良好的电机和负载惯性中受益最多。

  配置选项成本节约:使用齿轮箱增加扭矩、降低速度和匹配惯性也有助于降低系统成本,因为它允许使用更小的电机和驱动器。考虑一个需要 200‚lb-in. 和 300‚rpm 转速的应用。仅使用伺服电机驱动此负载(假设符合行业标准性能特征)需要 142 毫米机架尺寸和提供 30‚A 连续电流的驱动器。这样的系统成本约为 6.000 美元。相比之下,包括齿轮箱可将电机和齿轮箱机架尺寸缩小到 90‚mm — 并且由此产生的机械优势也允许使用更小的驱动器。这样的系统成本约为 3.300 美元。

  配置选项

  如果齿轮箱有意义,工程师必须确定直列或直角齿轮是否适合设计的占地面积。接下来,必须在集成齿轮电机或更常见的齿轮箱-电机对之间做出决定。

  直列式齿轮箱通常用于运动控制应用,因为它们比直角齿轮箱具有更高的扭矩输出和更低的齿隙。它们的成本也低于直角类型。顾名思义,直列式齿轮箱的输出轴与电机轴成一线(居中)。

  另一方面,当伺服电机需要装入狭小空间时,通常会使用直角齿轮箱。此时,直角齿轮箱的输出轴与驱动电机轴成 90° 角。蜗杆组等齿轮装置具有固有的直角设计,因为蜗杆的驱动轴(螺钉)与蜗轮轴成 90° 角。

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