一、确定无刷直流(BLDC)电机的应用规格。
在为应用选择合适的电机之前,应考虑几个因素。除了速度、扭矩和占空比要求外,还有其他关键方面——包括电源的电压和电流容量;您将使用开环系统还是闭环系统;以及是否需要速度、电流或位置控制。其他信息将包括电机轴上的轴向和径向负载、所需的存储和工作温度范围以及应考虑的任何其他环境条件。
二、你的动议是固定值还是变量?
对于具有固定速度和负载的应用,请在您正在考虑的电机的速度/扭矩曲线上找到相应的点,并确保它落在连续运行范围内。如果您使用可变速度和负载,则需要计算RMS扭矩(均方根)。RMS扭矩是时间的函数,它随运动曲线的变化而变化:
“T”是给定时间增量“t”的扭矩。
如果结果落在电机的连续运行范围内,则电机不应过热。请记住,接近峰值运行限制的值只能持续两到三秒(取决于您的电机和驱动平台的规格)。您还想知道您的峰值扭矩和最大速度,以确保它们都在电机的工作范围内。
三、确定哪种类型的电机效果最好。
对于相对低扭矩和高速的应用,您可以仅使用电机来驱动您的运动。将您的电机与变速箱连接起来,同一台电机将能够以较低的速度提供较高的扭矩。
四、知道什么时候需要变速箱。
如果您的扭矩要求高于电机本身可以提供的扭矩,或者如果您的系统在转子和负载惯性之间存在显着不匹配时需要良好的动态响应,则与BLDC电机匹配的齿轮箱是您应用的正确选择(通过齿轮箱反射的惯性是1/(减速比)2。这种情况的另一个好处是电机的转动速度比输出轴快,从而导致速度波动较小。
这种可以减少整体占地面积的方法的一个例子可能是使用集成的行星齿轮电机。重要的是要记住,选择纯电机还是齿轮电机不应仅基于速度/扭矩要求,还应基于运动控制的类型。对于线性执行器等位置控制应用,可能更需要仅使用电机。对于速度或电流控制的应用,例如泵或轮驱动,齿轮电机可能更理想。除了上述原因外,物理尺寸、效率、成本和功耗都在决定中发挥作用。
五、了解如何将电机连接到驱动器。
大多数使用BLDC电机驱动器的应用都需要反馈以正确排序电机相位中的电流。带有反馈的电机,例如霍尔效应传感器或增量编码器,是理想的选择。通过这种方式,数字驱动器/控制器可用于电流、速度或位置控制模式。驱动器可以使用霍尔效应传感器进行梯形换向;一些驱动器还可以使用这些传感器进行内插正弦换向。
或者,可以添加编码器以实现更精确的正弦换向。如果霍尔效应传感器信号用于速度环反馈,则在低速时可能会出现明显的速度波动。在这种情况下,编码器将提供更高的分辨率,提供更好的低速性能。