AGV直流無刷電機(jī)如何選型

AGV直流無刷電機(jī)選型對于AGV的研發(fā)來說至關(guān)重要，那如何能夠恰到好處的選擇電機(jī)的功率、電機(jī)的減速比、筆者分享以下經(jīng)驗(yàn)可供參考。

電機(jī)經(jīng)減速機(jī)、傳動鏈條之后所提供的最大扭矩如果小于克服負(fù)載所產(chǎn)生的摩擦力：

在這種情況下電機(jī)將持續(xù)處于過載狀態(tài)，可能出現(xiàn)減速機(jī)滑絲或者電機(jī)燒壞的現(xiàn)象，這種情況可能不會立即出現(xiàn)，但時間久了類似的故障不可避免，尤其是減速機(jī)滑絲的過程它是個緩慢的過程，減速機(jī)一旦滑絲電機(jī)必將報(bào)廢。

電機(jī)經(jīng)減速機(jī)、傳動鏈條之后所提供的最大扭矩如果遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于克服負(fù)載所產(chǎn)生的摩擦力：

這種情況的下，電機(jī)屬于資源浪費(fèi)，電機(jī)未能充分的利用且推高了不必要的成本支出，這種情況也是不可接受的。

電機(jī)選型分析：

所選的電機(jī)及減速機(jī)首先要能夠提供足夠的扭矩來克服AGV最大負(fù)載時所產(chǎn)生的摩擦力，其次電機(jī)的轉(zhuǎn)速經(jīng)減速機(jī)后所能輸出的速度能夠達(dá)到研發(fā)人員對AGV最大速度的要求。

以下的參數(shù)是需要綜合來考慮的：

1、 電機(jī)功率

2、 電機(jī)減速比

3、 鏈條的傳動比

4、 驅(qū)動輪的直徑

5、 AGV要求的最大速度

舉例說明：

   客戶要求：單驅(qū)動（2個直流無刷電機(jī)）、單向移動、負(fù)載300KG、要求達(dá)到的最大速度為30m/min。

所選電機(jī)參數(shù)如下：

電機(jī)額定功率：電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行后的輸出功率。

電機(jī)轉(zhuǎn)速：電機(jī)全速運(yùn)行時電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

額定扭矩：電機(jī)啟動后穩(wěn)定運(yùn)行時所能提供的扭矩。

啟動扭矩：電機(jī)啟動瞬間所能提供的最大扭矩。

減速機(jī)減速比：減速機(jī)減速比，經(jīng)過減速機(jī)后電機(jī)速度降低“減速比倍”，輸出扭矩增大“減速比倍”。

驅(qū)動輪直徑：驅(qū)動單元驅(qū)動輪的直徑。

鏈條傳動比：主鏈輪和從鏈輪的齒輪數(shù)比。

推算過程：

100W 電機(jī)額定扭矩 0.33NM，配20B的減速箱后輸出扭矩能到到 0.33（額定扭矩）×20（減速比）=6.6NM。經(jīng)過主齒輪和從鏈輪減速比 1：1.6 后，輪子的輸出扭矩可以達(dá)到 6.6×1.6=10.56NM.

輪子的牽引力F=輪子的力矩/輪子的半徑。

所以輪子的牽引力=10.56/0.065=162.5N。

差速驅(qū)動有 2 個電機(jī)所有它能提供的牽引力是 162.5×2=324N。

400KG 的負(fù)載（車身加貨物）所需要的牽引力大概是 250N。

3000r/min 經(jīng)過 20B 的減速比后速度是 150r/min。

電機(jī)鏈輪與電機(jī)軸同角速度（150r/min），輪子齒輪和輪子同角速度，電機(jī)鏈輪和輪子鏈輪減速比是 1：1.6，所以輪子的角速度是 150/1.6=93.75r/min

所以輪子的線速度應(yīng)該是：2×3.14×0.065×93.75 = 38.315m/min

所以電機(jī)型號應(yīng)選擇臺灣泰映 9B100PD-D，減速機(jī)型號應(yīng)選擇臺灣泰映 9D20。

注意事項(xiàng)：

1、 很多國產(chǎn)電機(jī)的實(shí)際輸出功率大幅小于其所標(biāo)明的額定功率，這個需要嚴(yán)格的測試，否則按照標(biāo)明的額定功率算會有比較大的問題。例如某國產(chǎn)電機(jī)額定功率為200W，但經(jīng)過我們的實(shí)際測算其輸出功率大概在120W左右。

2、 AGV的負(fù)載分直接負(fù)載和間接負(fù)載兩種，直接負(fù)載是指重物直接放置在AGV上，間接負(fù)載是指重物放在類似于料車的裝置上，由AGV牽引該料車。

很多人認(rèn)為直接負(fù)載和間接負(fù)載對扭矩要求不一樣，前者要求的扭矩更大，這實(shí)際上是一個誤區(qū)，要實(shí)現(xiàn)AGV的平穩(wěn)運(yùn)行，兩者的要求均是克服負(fù)載所產(chǎn)生的滾動摩擦力，f=uFN ，在同一地面滾動摩擦因素u一定，正壓力FN  = mg，負(fù)載質(zhì)量相同，正壓力FN 相同，所以滾動摩擦力f也相同。

但直接負(fù)載對AGV整個機(jī)構(gòu)及AGV的車輪要求更高，當(dāng)然也有可能因?yàn)锳GV機(jī)構(gòu)因素或者車輪因素導(dǎo)致滾動摩擦因素u增大的現(xiàn)象。

3、 負(fù)載所需牽引力的測算：

可采用4輪的料車，將已知質(zhì)量的重物放在4輪料車上，用測力計(jì)拉動料車平穩(wěn)運(yùn)行，記錄其平穩(wěn)運(yùn)行時所需的牽引力。然后該牽引力可以通過電機(jī)扭矩、減速比、鏈條傳動比及輪子的半徑等數(shù)據(jù)算出。

4、 測算時需要考慮電機(jī)的效率，保守估計(jì)電機(jī)的效率在70%左右，效率因電機(jī)而異。