请问音圈马达的速度怎样算?
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发布时间：2022-05-05 23:24
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热心网友
时间：2022-06-28 07:22
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时间：2022-06-28 07:23
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时间：2022-06-28 07:23
音圈电机直线电机通用选型计算方法及范例 根据速度、行程、负载等需求来选择合适的音圈电机直线电机，进行选配工作的基本流程如以 下三点:
l 决定运动规划及设定运动参数
l 最大推力与连续推力的计算
l 计算电机负载能力和驱动器的电流电压的匹配
使用符号
S: 行程 (mm)
t: 移动时间 (sec)
a: 加速度 (mm/s2)
V: 速度 (mm/s)
ML: 负载 (kg)
g: 重力加速度 (mm/s2)
Fp: 峰值推力 (N)
Fc: 持续推力 (N)
Fa: 动定子间吸引力(N)
Fi: 惯性力 (N)
Kf: 推力常数 (N/Arms)
Ip:峰值电流 (Arms)
Ie: 等效电流 (Arms)
Ic: 持续电流 (Arms)
V0: 启动速度 (mm/s)
STEP 1 决定运动速度规划与运动参数
为能正确地决定出适合使用者需求的马达,选用前必须了解下列运动公式的计算。
运动公式
常用的基本运动学方程式描述如下:
V=V0+at S= V0t+1/2at2
其中V是速度,a是加速度,t是移动时间而S是移动距离。用户可以选择这四个变量(V, a, T与X)中的任两个变量当设计值剩下的两个变量可以由上述公式计算得到。
速度规划
1. 1/3-1/3-1/3梯形轨迹(Trapezoid profile)若已先给定行程(S)与移动时间(t),则可以采用最常用也有效率的速度规划方式,也就是1/3-1/3-1/3梯形轨迹的点对点运动规划方式,因其可以提供一种优化运动方式同时只需要最少功率。其规划方式为将加速段、等速段、减速段分成三等分阶段,其速度曲线如下:
2.
Vmax=1.5*S/t(s=v/2*t/3+v*t/3+v/2*t/3
amax= Vmax/t/3=4.5s/t*t
1/2-1/2 三角形轨迹(Triangle profile)
若已先给定X与T,另一种常采用的运动规划方式亦即1/2-1/2 三角形轨迹。其规划方式分成加速段与减速段两个部份。其速度曲线如下:
Vmax=2*s/t amax=4s/t*t
第一种运动规划(Trapezoid profile)所计算出的加速度会大于第二种运动规划(Triangle profile)因此采用第一种规划通常需要较大推力马达。而第二种规划的结果会选择较小的马达,可是因为其最大速度(Vmax)会比相对较大,所以需要确认DC bus是否足够。
STEP 2峰值推力与等效推力计算
峰值推力的计算可以由下式
Fp=ML╳amax+(ML+Mp)╳g+Fa) ╳μ+Fn =Fi+Ff+Fn
Fc=Frms（均方根推力）=Fe
其中Fi是惯性力,而Ff是摩擦力,且μ是摩擦系数，ML为负载的重量,Mp为动子的质量，Fn为电缆拖链所耗得推力。
在大部分的使用案例,运动方式常是周期性的点对点运动。 假设一周期性运动其中t4为运动完的停留时间,因此该周期运动的等效推力计算如下式:
对应的峰值电流Ip与等效电流Ie可由马达推力常数代入下式计算得知.
1,匀速阶段推力计算公式：
F2=Ff+Fn=(ML+Mp)╳g+Fa) ╳μ+Fn
2，加速阶段推力计算：
F1=(ML+Mp) amax +F2
3，减速阶段推力：
F3=(ML+Mp) amax -F2
4，取安全系数为1.3-1.5倍，
Fmax=1.3*F1 Fc=1.3*Frms
STEP 3由峰值推力需求选择马达并确认驱动电流
通过型录的马达规格表,用户可以由峰值推力需求选择适合的电机,之后使用者可以计算确认运动规划后所需供应电流是否有在规格*内.
所需电压Umax=Vmax*Kb+Ip*R25,其中Kb为反电动势常数，Kf为推力常数。
取安全系数为1.3倍，驱动器供电电压大于1.3Umax
线性马达选用范例
举例来说，假设总负载有5公斤（移动机构1公斤与客户负载4公斤）摩擦系数μ为0.01，行程500 mm，移动时间为400 ms及停留时间为350 ms。
一开始，我们可以计算这四项变量(Vmax、amax、Fp 与Fe)在此例选择第一种运动规划方式，而直线电机选择TM系列，推力计算结果如下：
在此例所得结果，可以选择瞬间推力有187N且连续推力有62N，其推力常数为33.8 N/A(rms)，驱动电流就可以随之得到：
