Oikean tasavirtavaihdemoottorin valitseminen akkukäyttöisiin sovelluksiin

Automaattinen ohjattu ajoneuvo, jonka on suoritettava kahdeksan tunnin työvuoro 48 V:lla, on erilainen tekninen ongelma kuin kannettava lääketieteellinen pumppu, joka pyörii muutaman minuutin päivässä. Oikean tasavirtavaihdemoottorin valitseminen akkukäyttöisiin sovelluksiin määrittää käyntiajan, jumitusmarginaalin ja käyttöiän, ennen kuin ohjelmiston virittäminen voi auttaa. DC-vaihdemoottori yhdistää kestomagneettisen tasavirtamoottorin integroidun alennusvaihteiston kanssa, joka lisää vääntömomenttia ja vähentää lähtönopeutta kiinteällä suhteella; akkulaitteissa sama malli on saatavana harjattuina ja harjattomina versioina 12 V, 24 V ja 48 V käämeillä.

Kuinka valita oikea DC-vaihdemoottorin vääntömomentti ja nopeus ensin

Lähtömomentti ja nopeus määrittävät moottorin, eivät luettelon tehoa. Mittaa kuorma, jota toimilaite todellisuudessa siirtää: pyörän tai karan käyntivääntömomentti, käynnistysmomentti ja koneen tarvitsema huippunopeus. Vaihteiston välityssuhde suhteuttaa sitten nämä arvot moottorin akseliin. Kun kuormitus vaatii 12 Nm nopeudella 200 rpm ja alennusaste on 10:1, moottorin on kestettävä 1,2 Nm kierrosluvulla 2000 rpm, mikä on noin 250 W mekaanista tehoa ennen säätimen häviöitä.

Lisää tähän ensimmäiseen arvioon 15–20 prosentin korkeustilaa käämitysvastuksen, akun painumisen ja vaihteiston kitkan osalta. Käytännön sääntö on P = T x n / 9,55, jossa P on mekaaninen teho watteina, T on vääntömomentti Nm ja n on nopeus rpm. Toistetusta esimerkistä eri kuormitustapauksissa on vaiheittainen opas vaihdemoottoreiden vääntömomentin laskemiseen.

Yhdistä DC-vaihdemoottorin käämitys akun jännitteeseen

Akun jännite päättää, mitkä moottoriperheet ovat kelvollisia ennen suorituskyvyn vertailun alkamista. Moottori, joka on käämitty 48 V:lle 24 V:n akulla, tuottaa noin neljänneksen nimellistehosta, koska teho skaalautuu jännitesuhteen neliön kanssa. Korjaa ensin paketin jännite: 12 V kevyille kannettaville työkaluille, 24 V kompakteille AGV-käytöille ja nostopylväille, 48 V tehokkaammille logistiikkaalustoille, joissa virransäästö on tärkein.

Kun pakkausjännite on kiinteä, tarkista käämitys täyteen purkauskäyrään nähden. 24 V:n litiumpakkaus voi olla alle 21 V 20 %:n lataustilassa kuormituksen alaisena, ja käämin on silti tuotettava hyödyllinen vääntömomentti tällä jännitteellä. Pienjännitteinen harjaton hammasvaihdemoottoriperheemme on kääritty juuri tätä toiminta-aluetta varten.

24 V harjaton DC-vaihdemoottori pienjänniteakkusovelluksiin Tämä 24 V:n harjaton hammaspyörämoottori on käämitty ylläpitämään vääntömomenttia litiumpakkauksen täyden purkauskäyrän yli, mikä sopii akkukäyttöisiin järjestelmiin. Nimellisteho 25-400 W kierrosnopeudella 3000 rpm ja vääntömomentti 0,08 N·m, se tarjoaa 85-92 % tehokkuuden ja pidentää käyttöaikaa harjattuihin vaihtoehtoihin verrattuna. Näytä tuote →

48 V harjaton vaihdemoottori, jossa on suurempi vääntömomenttialue Korkeajännitteisille akuille tämä 48 V:n harjaton vaihdemoottori tarjoaa 0,2–1,27 N·m vääntömomentin 25–400 W:n alueella, mikä säilyttää tehokkuuden koko toiminta-alueella. Sen harjaton muotoilu vähentää huoltoa ja melua, mikä on ihanteellinen automaatio- ja sähköajoneuvojen voimansiirtoihin. Näytä tuote →

Harjatut vs harjattomat DC-vaihteistomoottorit: missä akun käyttöaika päätetään

Harjattomat DC-vaihdemoottorit palauttavat enemmän energiaa samasta akusta, koska niiden hyötysuhde säilyy koko toiminta-alueella. Harjattu DC-vaihdemoottori saavuttaa tyypillisesti 70-80 % huippunsa, kun taas harjaton malli saavuttaa 85-92 % samassa runkokoossa. 100 Wh:n pakkauksessa 90 % tehokas moottori toimittaa noin 90 Wh kuormaan; 72 % tehokas harjattu moottori tuottaa 72 Wh, 18-20 % käyntiaikaväli ennen vaihteistohäviöitä.

Valitse vaihteisto kuormitustyypin ja iskuolosuhteiden mukaan

Alennusporras muuntaa nopean, matalan vääntömomentin moottorin sovelluksen tarvitsemaksi vääntömomentiksi, mutta vaihteistotyyppi päättää, kuinka paljon vääntömomentista säilyy ja kuinka kauan vaihe kestää. Planeettavaihteistot jakavat kuorman useiden planeettavaihteiden kesken, mikä lisää vääntömomenttitiheyttä, vähentää välystä ja parantaa säteittäistä kuormitusta verrattuna saman halkaisijan omaavaan rinnakkaisjohdevaiheeseen. Suorakulmaiset planeettayksiköt säästävät tilaa ohjaus- ja nostokokoonpanoissa, mutta lisäävät viiste- tai matoporrastuksen omalla tehokkuuskustannuksillaan.

Akkukäyttöiset robotit ja automaattitrukit keräävät tuhansia käynnistys-pysäytys- ja peruutussyklejä vuoroa kohden, joten iskukapasiteetilla on enemmän merkitystä kuin datataulukon huippuvääntömomentilla. Planeettavaihteisto, jonka välys on alle 0,8 astetta, pitää myös asennon toistettavana, kun moottori käy nopeuden tai asennon säädössä. Kompakti 42 mm:n harjaton planeettavaihteistomoottori on käytännöllinen lähtökohta keskitehoisille akkuroboteille.

42 mm:n harjaton planeettavaihteistomoottori laajalla vähennyssuhteella Tämä kompakti 42 mm:n harjaton planeettamoottori tarjoaa alennussuhteet 3,7:stä 307,54:ään, mikä mahdollistaa robottien ja AGV-ajoneuvojen tarkan nopeuden ja vääntömomentin ohjauksen. 0,048 N·m:n nimellisvääntömomentin ja pienen välyksen ansiosta se sopii start-stop-jaksoille ja asentoohjattuihin liikkeisiin. Näytä tuote →

Tarkista käyttöjakso, lämpötilan nousu ja todellinen ympäristö

Moottori, joka on mitoitettu jatkuvaan S1-käyttöön 40 °C:ssa ympäristön lämpötilassa, heikkenee suljetussa akkukotelossa, jonka lämpötila saavuttaa 55 °C. Useimmat akkukäyttöiset toimilaitteet toimivat S2 lyhytaikaisessa tai S3 jaksottaisessa käytössä, ja luokitus määrittää, kuinka kauan täysi vääntömomentti voidaan säilyttää ennen kuin käämitys ylittää eristysluokkarajan. Tarkista eristysluokka, tyypillisesti luokka F 155 °C:ssa, ja sallittu lämpötilan nousu tietolomakkeesta.

Kun 24 V akku putoaa 21 V:iin 20 %:n lataustilassa, nopeus ja käytettävissä oleva vääntömomentti putoavat noin 12 %. Määritä moottori purkauskäyrän alimmalle päälle lepojännitteen sijaan ja tallenna lukitun roottorin virta sekä nimellisvirta sekä käyttöliittimen että sulakkeen koon vuoksi.

Akkukäyttöisen valinnan tarkistuslista tasavirtavaihteistomoottoreille

Käytä tätä järjestystä, kun vertaat tarjouksia tai tarkastelet toimittajaehdotusta. Se havaitsee useimmat koko- ja yhteensopivuusvirheet ennen prototyyppien tekemistä.

1. Muunna ajokuorman vääntömomentti ja huippunopeus moottorin akseliarvoiksi vaihteiston välityssuhteen avulla ja lisää sitten 15-20 % korkeustilaa.
2. Lukitse akun arkkitehtuuri ja varmista, että moottorin käämitys vastaa purkauskäyrän alempaa päätä.
3. Valitse harjaton, kun käyttöaika, melu tai käyttöikä vaikuttavat spesifikaatioihin; Valitse harjattu ensihintaan ja yksinkertainen ohjain merkitsee enemmän.
4. Valitse vaihteisto, joka kantaa isku- ja säteittäiskuormia ilman isomman moottorin pakottamista.
5. Tarkista käyttöjakso suhteessa moottorin lämpöluokkaan kotelon todellisessa ympäristössä.

Jos vaatimus on edelleen epäselvä näiden tarkistusten jälkeen, jaa kuormitusprofiili ja akun tekniset tiedot insinööritiimimme kanssa moottorin teknisten tietojen tarkistamista varten ennen työkaluja tai näytteenottoa.

Akkukäyttöinen DC-vaihdemoottori FAQ

Mikä on yleisin virhe akkulaitteiden DC-vaihdemoottorien valinnassa?

Mitoitus huippuvääntömomentilla jatkuvan kuormituksen sijaan. Lyhyt käynnistyshuippu voidaan hoitaa lämpömassalla ja hieman suuremmalla vaihteistolla, mutta jatkuva käyttö lähellä pysähtymismomenttia laukaisee lämpörajat, lyhentää harjan käyttöikää ja tyhjentää akun nopeammin kuin käyttöaikaarvio antaa ymmärtää.

Kuinka kauan harjaton DC-vaihdemoottori toimii samalla akulla?

Ajoaika skaalautuu lähes suoraan keskimääräisellä tehokkuudella. 85-92 % harjaton verrattuna 70-80 % harjattuihin, odota 12-20 % enemmän käyttöaikaa samalta pakkaukselta ja vähemmän hukkalämpöä suljetun akkukotelon sisällä.

Pitäisikö minun valita 24 V vai 48 V moottori AGV-käyttöön?

Käytä 24 V:n jännitettä kompakteissa, jopa noin 250 W:n automaattitrukeissa, joissa BMS ja kaapelointi pysyvät pieninä. Siirtymällä 48 V:iin noin 250 W:n yläpuolelle puolittaaksesi virran, kutistaaksesi johtimen kokoa ja yksinkertaistaaksesi suuremman tehon akun hallintaa.

Tarvitsenko planeettavaihteiston akkukäyttöiseen sovellukseen?

Planeettaportaat ovat turvallisempi oletus käynnistys-pysäytys-, peruutus- ja iskukuormitetuissa akkusovelluksissa, koska ne jakavat kuorman useille vaihteille. Jos työ on tasaista ja jatkuvaa, rinnakkaisakselinen vaihdemoottori pienemmällä suhteella voi olla kustannustehokkaampi.