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DD馬達簡介介紹與優點

绝地求生图片高清壁纸 www.tklop.icu DD馬達英文全稱為Direct Drive Ratary,直接驅動旋轉馬達,DDR轉矩直驅馬達,故簡稱DD馬達。由于其輸出力矩大,因此有些公司將稱為力矩電機。與傳統的電機不同,該電機的大力矩使其可以直接與運動裝置連接,從而省去了諸如減速器,齒輪箱,皮帶輪等連接機構,因此才會稱其為直驅動電機。另外該電機都配置了高解析度的編碼器,因此使該產品可以達到比普通伺服高一個等級的精度。并且采用直接連接方式,減少了由于機械結構產生的定位誤差,使得工藝精度得以保證。以及減少了由于機械結構摩擦而產生尺寸方面的誤差和使用時的噪音等方面降低了很多。

其次、DD馬達的特點及應用

DD馬達具有以下優點:

1)無需原點復位:

采用的是絕對值編碼器,不需要原點復位就能識別現在的位置

(2)高精度:

每一個圓周可以分成220/24次方個脈沖,定位精度可以達到小于或等于+/-50角秒

(3)高扭矩:

在有限的體積內輸出高扭矩,能在高速旋轉下驅動較大的負載

(4)高剛度:

采用十字交叉軸承,徑向、軸向負載能力大,靜態負荷大

(5)無需保養:

不需要額外的添加潤滑油等電機保養工作

(6)簡易安裝:

負載直接安裝,無需減速機、皮帶輪、齒輪等中間附件,減少部件安裝和調試的時間

(7)低噪音:

負載直接安裝,無中間連接件,使用時減少了很大的噪音

(8)響應快:

負載直接安裝,無中間連接件,響應時間快,能在較少的時間內整定到一個很好的精度

應用領域:DD 馬達因其無油、無塵、重量輕、體積小,應用于電子、半導體、太陽能光伏、自動化行業等。

-任意的機械分度(可不等分)裝置

-搬運、翻轉頻繁高速裝置

-半導體行業的晶圓劃片、切割設備

-IC封裝、檢測設備

-IC焊接、點膠設備

-手機屏的切割和研磨、覆膜

-洗衣機

……

再次,欲詳細了解DD馬達,應對一些DD馬達參數名詞進行理解

-最大輸出扭矩:

馬達的最大輸出扭矩由馬達電流決定,單位:Nm=kgm2/sec2

-額定扭矩:

馬達在額定速度下的額定扭矩,單位:Nm=kgm2/sec2

-最大速度:

可用的最大速度 ,最大速度下的扭力輸出幾乎為零 , 單位:rpm (轉/分)

-額定輸出功率:

馬達在額定速度下的輸出 ,單位:瓦特 

-編碼器解析度:

旋轉編碼器,馬達每轉一周的解析度 ,單位: 脈沖/

-磁極:

每一個NS極叫一個磁極

-極對數:

一個NS稱著魏一個極對數,一個馬達的極對數等于磁極除以2

-定位精度

無負載情況下馬達旋轉任意一次角度同理論位置間的偏差,單位:角-

-重復精度:

無負載情況下馬達旋轉一個角度多次之間的位置偏差,單位:角-

-重復精度和定位精度的單位換算:

角秒的定義:

1=360

1=60

1=60

-軸向偏差 /徑向偏差:

 馬達旋轉時的機械偏差 ,徑向: +/-0.01mm /軸向:+/- 0.015mm

0.01mm以下的偏差需要特制

-軸向負載:

軸向容許最大負載,負載移開后馬達可以恢復原位 包括壓力,張力

-負載扭矩:

徑向容許最大負載,負載移開后馬達可以恢復原位

DD馬達的選用: 請務必考慮以下6個因素,來選用直驅大轉矩直驅馬達。

一、作用在馬達上的負載

二、跳動精度

三、 定位精度

四、定位時間(分度時間)

五、再生電阻的選用

六、實效轉矩的計算

接下來分別來介紹一下:

一、作用在馬達上的負載

1) 負載慣量 J

直驅大轉矩伺服馬達系統在使用時,加在馬達上的負載的慣量大小對加減速的影響很大,所以須對所受負載的慣量進行計算。

2)軸向負載、徑向負載、力矩負載

對加在馬達上的負載進行計算。外力與負載的的關系歸納為以下的形式。

請確認各負載在容許值以內。

(容許值請參照本樣本的“2 馬達”一章,請注意在反向吊裝的情況下,容許軸向負載會有差異。)

3)有負載轉矩的情況

有負載轉矩的情況時,必須考慮其對實效轉矩的影響。

二、 跳動精度

跳動精度的測量方法如右圖所示。

三、 定位精度

直驅大轉矩伺服馬達系統的定位精度有以下二種

1)絕對定位精度

2)重復定位精度

【例】 要求距離中心300[mm]處的重復定位精度為±0.02[mm]時,考慮是否可以采用SPDI型、SPDA型馬達?

 tanθ = 0.02÷300

θ = tan −1 0.02÷300

= 3.8×10 −3 [°]

= 14[秒]

∴由于±14>±5,所以從定位精度方面考慮使用沒有問題。

四、 定位時間(分度時間)

使用直驅大轉矩馬達進行角度分度定位時,以如下步驟來概算分度定位時間。

  J m 負載的慣量  kg?m 2

  J r 馬達轉子的慣量  kg?m 2

  N 馬達轉速  s −1

  T 轉速N時的輸出轉矩  N?m

  T m 負載轉矩  N?m

  t 1 指令時間  s

  t 2 整定時間  s

  t 3 定位時間  s

   t 加減速時間  s

  θ 旋轉角度  [°]

η 安全系數(一般 1.41.5

由此有

t=J r+ J m*2πN/T/N- T m

t 1=θ/360*N+ t

t 3= t 1+ t 2

五、 再生電阻的選用

1)計算直驅大轉矩伺服馬達減速時的旋轉動能

  請按以下算式計算。

  旋轉能量 1/2× J ×ω 2 J  J r 馬達的轉子慣量[kg?m 2

        ?。?/span>1/2× J ×(2π N

2

J  J m 負載的慣量[kg?m 2

        J J r + J m N 轉速[s −1

(2)對內部電容充電的能量

通過對內部電容充電進行再生能量的處理能力因驅動器型號不同會有差異。

3)計算外部再生電阻所消耗的能量

外部再生電阻所消耗的能量 [J] = 旋轉動能 [J] -電容吸收能量 [J]

如果結果小于0,則無需外部的再生電阻。

如果結果大于0,請按以下的步驟計算再生電阻所需的容量。

4)計算外部再生電阻所需的容量

外部再生電阻所需的容量 [W] = 外部再生電阻所消耗的能量 [J] / (運行周期 [S] × 0.25

0.25:再生電阻使用負載率

計算結果為80以下時: 請使用外部再生電阻

計算結果為220以下時: 請使用外部再生電阻

六、 實效轉矩的計算

選用直驅大轉矩伺服馬達,在考慮定位時間的同時,還須確認在滿足實際使用工況的實效轉矩是否低于額定轉矩。

例如負載的慣量為0.12[kg?m 2 ],是否可以以0.3[S]移動45[º];并且如以一個循環周期為2.0[S]時,其實效轉矩又為幾何?

 條件:  J m (負載的慣量)0.12kg?m 2

J r (馬達轉子的慣量)=0.014kg?m 2 ](PB3015 的場合

(最高轉速)=1.25 s −1

(在N轉速時的輸出轉矩)=15N?m](PB3015 1.25s −1 的場合

m (負載轉矩)=0 N?m  η: 安全系數=1.4

θ (回轉角度)=45 [°]  t 4 (周期時間)=2.0s

重復定位精度=±100[秒]  t 2 (整定時間)=0.04s

t : 加減速時間[s  t 1 : 指令時間[s

定位時間計算如下。

 加速時間            =(0.120.014)×2π×1.25)/(151.40)= 0.1s

 指令時間          ?。?/span> 45/(360×1.25)+0.1 0.2s

 定位時間= t 1 t 2 0.20.04 0.24 s

根據實際使用的工況曲線須考慮實效轉矩(如下圖)

在此,假定選用PB3015進行校核

      t 4  周期時間 = 2.0s

 必需實效轉矩

 旋轉能量 1/2×( J J m )×(2π N

1/2×(0.12+0.014)×(2π×1.25 4.1J

在以上必需實效轉矩乘上溫度系數1.3,則得實效轉矩為4.4[N?m],PB3015的額定輸出轉矩為5.0[N?m]以下故滿足使用條件,

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