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选型妙招 | 直线电机选型推力计算
2023-12-25 11:53
各位小伙伴们好，直线电机在自动化行业可以说是已经比较普及了。其实很多小伙伴们已经接触过直线电机，甚至是比较熟练地将直线电机应用在各种设备上了。
那么，各位小伙伴们知道有什么好的直线电机选型方法吗？通过什么方式来判断我们所选的直线电机是否能够达到我们的应用要求呢？接下来，线马科技将分享直线电机选型的干货知识，一起来看看吧！
方式
Way
1、看直线电机的推力（包含持续推力和峰值推力）；
2、看直线电机的最大速度。
这两者要同时满足。其中最大速度可以通过提高供电电压来适当提升。而直线电机的推力作为直线电机的最重要参数之一，我们一般会清晰直观地标注在电机的性能参数表上。
那如何来计算我们的应用中需要多大的推力呢？
今天和大家
分享一下直线电机选型中的推力计算。
最大推力的计算
Calculation of maximum thrust
直线电机的峰值推力要满足最大推力要求。
最大推力一般是在加速过程中需要用到的推力，由移动物体的质量（包括直线电机的动子质量）和最大加速度决定。
最大推力计算方式如下：
Fmax=Fa=m总×amax＋f摩擦力+f其他外部力
Fmax：最大推力
m总：移动物总质量
amax：最大加速度
f摩擦力：运动时的摩擦力
f其他外部力：其他外部力，如拖链阻力等
有时我们不能明确具体的速度加速度大小是多少，但是我们可以根据时间节拍（即多长时间需要走完多少行程）来规划预设速度和加速度。
长行程时，通过梯形V-T模式。短行程时，通过三角形V-T模式。一般是预设相同的加减速大小。
通过预设出加减速大小，可以按照如上最大推力计算方式算出加减速时的推力。
持续推力的计算
Calculation of sustained thrust
直线电机的持续推力要满足该持续推力。
直线电机在维持匀速运动状态和上使能后的静止状态时，需要克服摩擦力和和外部力做功。计算持续推力时需要加入此过程。
持续推力计算方式：
Fa：加速时推力 Ta：加速时间
Fc：匀速推力 Tc：匀速时间
Fd：减速推力 Td：减速时间
Fw：静止时推力 Tw：静止时间
注意
Note
为了更加安全起见，以上推力计算完成之后，需要设定一个安全系数。一般是1.3，即最终推力为计算推力*1.3。
计算案例展示
Calculation case presentation
现在，我们以一个平躺安装的直线电机为例。
要求如下：
总共25kg的负载，2m的行程，需要在1.2s走完，重复的折返走。在两端的停留时间都是1s。
首先，预设一个V/T曲线，如下。加速度和最大速度分配不同，加速推力也会有差异。以下分配已是较优分配。
加速度为0.64g，速度为2.5m/s。
然后，根据如上数值计算。
最大推力：Fmax=Fa=m总×amax＋f摩擦力+f其他外部力，为计算方便，所计算出推力数值都取整数。
m总×amax=(25+1.2)*0.64*9.8=164N
其中：1.2为动子本体重量；9.8为重力加速度数值。
f摩擦力=（（25+1.2）*9.8+0.89*1000）*0.02=23N
其中：0.89为动定子间的吸引力，单位为KN；0.02为摩擦系数，该值可根据实际装配情况做调整，一般为0.01-0.02。
f外部力=20N
该值为一些其他阻力，比如拖链阻力等，可根据实际情况做调整。
以上可得：Fmax=Fa=164+23+20=207N
加速时间：Ta=0.4s
同理可得，减速推力Fd=m总×amax-f摩擦力-f外部力=164-23-20=121N
减速时间：Td=0.4s
匀速推力：Fc=f摩擦力+F外部力=43N
匀速时间：Tc=0.4s
静止时推力:Fw=0N
静止时间：Tw=1s
代入公式可得持续推力：
最后，算上安全系数1.3后：
峰值推力：Fmax=207*1.3=269N
持续推力:RMSForce=104*1.3=135N
为方便计算，也可使用计算工具进行计算。
由以上计算推力推荐可选线马科技电机:MIC98-070-S1
再将所选电机的动子重量和吸引力代入计算公式中进行验证，看计算推力是否超出电机的推力，这便是最后的计算步骤了。在直线电机领域，线马科技的直线电机能够实现高速、高精度的直线运动，具有结构简单、维护方便等优点。
深圳线马科技有限公司，成立于2015年，总部设立于广东深圳，是一家高新技术企业（隶属深圳市CQ9电子智能装备股份有限公司 股票代码：688328）。以专注于线性马达的研发、定制、生产、制造为基础，并以此为基本单元，为客户提供最适合的自动化运动系统。面向高端制造行业，致力于自动化工业的生产效率、品质的提高。
文章来源于线马科技
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