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「DD馬達」DD馬達的特点及应用!

万事博娱乐:2019-08-24 16:00:10 閱讀次數:68 文章來源:博智達原創
導讀: DD馬達英文全称为Direct Drive Ratary,直接驱动旋转马达,DDR转矩直驱马达,故简称DD馬達。由于其输出力矩大,因此有些公司将称为力矩电机。与传统的电机不同,该电机的大力矩使其可以
DD馬達英文全称为Direct Drive Ratary,直接驱动旋转马达,DDR转矩直驱马达,故简称DD馬達。由于其输出力矩大,因此有些公司将称为力矩电机。与传统的电机不同,该电机的大力矩使其可以直接与运动装置连接,从而省去了诸如减速器,齿轮箱,皮带轮等连接机构,因此才会称其为直驱动电机。另外该电机都配置了高解析度的编码器,因此使该产品可以达到比普通伺服高一个等级的精度。并且采用直接连接方式,减少了由于机械结构产生的定位误差,使得工艺精度得以保证。以及减少了由于机械结构摩擦而产生尺寸方面的误差和使用时的噪音等方面降低了很多。 
其次、DD馬達的特点及应用 
DD馬達具有以下优点: 
1)無需原點複位: 
采用的是絕對值編碼器,不需要原點複位就能識別現在的位置 
(2)高精度: 
每一個圓周可以分成2的20/24次方個脈沖,定位精度可以達到小于或等于+/-30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 
应用领域:DD 马达因其无油、无尘、重量轻、体积小,应用于电子、半导体、太阳能光伏、自动化行业等。 
-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 
…… 


DD馬達
再次,欲详细了解DD馬達,应对一些DD馬達参数名词进行理解 
-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 ,最大速度下的扭力输出几乎为零 , 单位:rpm (转/分) 
-額定輸出功率: 
马达在额定速度下的输出 ,单位:瓦特 
-編碼器解析度: 
旋转编码器,马达每转一周的解析度 ,单位: 脉冲/周 
-磁極: 
每一個N或S極叫一個磁極 
-極對數: 
一個N和S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-秒 
-重複精度: 
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-秒 
-重複精度和定位精度的單位換算: 
角秒的定義: 
1周=360度 
1度=60分 
1分=60秒 
-轴向偏差 /径向偏差: 
马达旋转时的机械偏差 ,径向: +/-0.01mm /轴向:+/- 0.015mm 
0.01mm以下的偏差需要特制 
-軸向負載: 
轴向容许最大负载,负载移开后马达可以恢复原位 包括压力,张力 
-負載扭矩: 
徑向容許最大負載,負載移開後馬達可以恢複原位 
DD馬達的选用: 请务必考虑以下6个因素,来选用直驱大转矩直驱马达。 
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) 负载惯量 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爲以下的形式。 
請確認各負載在容許值以內。 
(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、 跳动精度 
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)重複定位精度 
如是固定等分工位盤,定位精度值參考重複精度即可,因爲可做補償。 
四、 定位时间(分度时间) 
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 : 负载的惯量 [kg?m 2 ] 
J r : 马达转子的惯量 [kg?m 2 ] 
N : 马达转速 [s −1 ] 
T : 转速N时的输出转矩 [N?m] 
T m : 负载转矩 [N?m] 
t 1 : 指令时间 [s] 
t 2 : 整定时间 [s] 
t 3 : 定位时间 [s] 
⊿ t : 加减速时间 [s] 
θ : 旋转角度 [°] 
η : 安全系数(一般 1.4~1.5) 
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、 再生电阻的选用 
(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。 
旋转能量 =1/2× J ×ω 2 [J] J r : 马达的转子惯量[kg?m 2 ] 
=1/2× J ×(2π N ) 
[J] J m : 负载的惯量[kg?m 2 ] 
J = J r + J m N : 转速[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 
外部再生电阻所消耗的能量 [J] = 旋转动能 [J] -电容吸收能量 [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 
外部再生电阻所需的容量 [W] = 外部再生电阻所消耗的能量 [J] / (运行周期 [S] × 0.25) 
0.25:再生電阻使用負載率 
计算结果为80以下时: 请使用外部再生电阻 
计算结果为220以下时: 请使用外部再生电阻 
六、 实效转矩的计算 
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。 
例如负载的惯量为0.12[kg?m 2 ],是否可以以0.3[S]移动45[º];并且如以一个循环周期为2.0[S]时,其实效转矩又为几何? 
条件: J m (负载的惯量)=0.12[kg?m 2 ] 
J r (马达转子的惯量)=0.014[kg?m 2 ](PB3015 的场合 ) 
N (最高转速)=1.25 [s −1 ] 
T (在N转速时的输出转矩)=15[N?m](PB3015 1.25[s −1 ] 的场合 ) 
T m (负载转矩)=0 [N?m] η: 安全系数=1.4 
θ (回转角度)=45 [°] t 4 (周期时间)=2.0[s] 
重复定位精度=±100[秒] t 2 (整定时间)=0.04[s] 
⊿ t : 加减速时间[s] t 1 : 指令时间[s] 
● 定位时间计算如下。 
加速时间=(0.12+0.014)×2π×1.25)/(15/1.4-0)= 0.1[s] 
指令时间= 45/(360×1.25)+0.1= 0.2[s] 
定位时间= t 1 + t 2 = 0.2+0.04 = 0.24 [s] 
● 根据实际使用的工况曲线须考虑实效转矩(如下图) 
在此,假定選用PB3015進行校核 
t 4 : 周期时间 = 2.0[s] 
必需實效轉矩 
旋转能量 = 1/2×( J r + J m )×(2π N ) 
2 = 1/2×(0.12+0.014)×(2π×1.25) 2 = 4.1[J] 
在以上必需實效轉矩乘上溫度系數1.3,則得實效轉矩爲4.4[N?m],PB3015的額定輸出轉矩爲5.0[N?m]以下故滿足使用條件


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