Cum să alegeți motorul cu angrenaj CC potrivit pentru aplicațiile alimentate cu baterii

Un vehicul ghidat automat care trebuie să termine o tură de opt ore pe un pachet de 48 V este o problemă de inginerie diferită de o pompă medicală portabilă care circulă câteva minute pe zi. Alegerea motorului de curent continuu potrivit pentru aplicațiile alimentate cu baterie decide timpul de funcționare, marja de blocare și durata de viață înainte ca orice reglare software să poată ajuta. Un motor cu angrenaj de curent continuu combină un motor de curent continuu cu magnet permanent cu o cutie de viteze de reducere integrată care mărește cuplul de ieșire și reduce viteza de ieșire cu un raport fix; în echipamentele cu baterii, același design este disponibil în versiuni cu perie și fără perii pe înfășurări de 12 V, 24 V și 48 V.

Cum să alegeți mai întâi cuplul și viteza motorului cu angrenaj CC potrivite

Cuplul de ieșire și viteza definesc motorul, nu puterea de catalog. Măsurați sarcina pe care o mișcă efectiv actuatorul: cuplul de rulare la roată sau ax, cuplul de rupere la pornire și viteza maximă de care are nevoie mașina. Raportul cutiei de viteze raportează apoi aceste valori la arborele motorului. Când sarcina necesită 12 Nm la 200 rpm și treapta de reducere este 10:1, motorul trebuie să mențină 1,2 Nm la 2000 rpm, ceea ce reprezintă aproximativ 250 W de putere mecanică înainte de pierderile controlerului.

Adăugați 15-20% spațiu liber la prima estimare pentru rezistența la înfășurare, scăderea bateriei și frecarea cutiei de viteze. Regula practică este P = T x n / 9,55, unde P este puterea mecanică în wați, T este cuplul în Nm și n este viteza în rpm. Pentru un exemplu lucrat cu diferite cazuri de sarcină, consultați ghidul nostru pas cu pas pentru calcularea cuplului pentru motoare cu angrenaje.

Potriviți înfășurarea motorului cu angrenaj de curent continuu la tensiunea bateriei

Tensiunea bateriei decide care familii de motoare sunt eligibile înainte de începerea oricărei comparații de performanță. Un motor înfășurat pentru funcționarea de 48 V pe un pachet de 24 V oferă aproximativ un sfert din puterea nominală, deoarece puterea crește cu pătratul raportului de tensiune. Fixați mai întâi tensiunea pachetului: 12 V pentru unelte portabile ușoare, 24 V pentru acționări compacte AGV și coloane de ridicare, 48 V pentru platforme logistice de mare putere, unde economiile de curent contează cel mai mult.

După ce tensiunea pachetului este fixată, verificați înfășurarea față de curba de descărcare completă. Un pachet de litiu de 24 V poate sta sub 21 V la o stare de încărcare de 20% sub sarcină, iar înfășurarea trebuie să producă în continuare un cuplu util la acea tensiune. Familia noastră de motoare angrenaje fără perii de joasă tensiune este bobinată exact pentru acest ansamblu de funcționare.

Motor cu angrenaj CC fără perii de 24 V pentru aplicații cu baterii de joasă tensiune Acest motor angrenaj fără perii de 24 V este bobinat pentru a menține cuplul pe curba de descărcare completă a pachetului de litiu, potrivit pentru sistemele cu baterie. Evaluat la 25-400 W la 3000 rpm cu un cuplu de 0,08 N·m, oferă o eficiență de 85-92%, prelungind timpul de funcționare în comparație cu alternativele cu perie. Vizualizare produs →

Motor cu angrenaj fără perii de 48 V cu o gamă de cuplu mai mare Pentru bateriile cu tensiune mai mare, acest motor cu angrenaj fără perii de 48 V oferă un cuplu de 0,2-1,27 N·m la 25-400 W, menținând eficiența în intervalul de funcționare. Designul său fără perii reduce întreținerea și zgomotul, ideal pentru automatizări și transmisii ale vehiculelor electrice. Vizualizare produs →

Motoare cu angrenaje DC cu perii vs fără perii: unde se decide durata de funcționare a bateriei

Motoarele cu angrenaje DC fără perii returnează mai multă energie de la aceeași baterie, deoarece eficiența lor se menține în intervalul de funcționare. Un motor cu angrenaj DC cu perii atinge de obicei vârfuri între 70% și 80%, în timp ce un design fără perii atinge 85-92% în aceeași dimensiune a cadrului. Pe un pachet de 100 Wh, un motor eficient de 90% furnizează aproximativ 90 Wh la sarcină; un motor cu perii eficient de 72% furnizează 72 Wh, un interval de timp de funcționare de 18-20% înainte ca pierderile de viteză să fie incluse.

Alegeți cutia de viteze după tipul de încărcare și condițiile de șoc

Etapa de reducere transformă un motor rapid, cu cuplu redus în cuplul de care are nevoie aplicația, dar tipul cutiei de viteze decide cât de mult din acel cuplu supraviețuiește și cât durează etapa. Cutiile de viteze planetare distribuie sarcina pe mai multe angrenaje planetare, ceea ce mărește densitatea cuplului, reduce jocul și îmbunătățește capacitatea de sarcină radială în comparație cu o treaptă paralelă cu pinion de același diametru. Unitățile planetare în unghi drept economisesc spațiu în ansamblurile de direcție și ridicare, dar adaugă o treaptă teșită sau melcat cu propriul cost de eficiență.

Roboții și AGV-urile alimentate de baterii acumulează mii de cicluri pornire-oprire și inversare pe schimb, astfel încât capacitatea de șoc contează mai mult decât cuplul maxim al fișei de date. O cutie de viteze planetară cu joc sub 0,8 grade păstrează, de asemenea, poziționarea repetabilă atunci când motorul funcționează în controlul vitezei sau al poziției. Un motor cu angrenaj planetar fără perii compact de 42 mm este un punct de plecare practic pentru roboții cu baterii de capacitate medie.

Motor cu angrenaj planetar fără perii de 42 mm cu rapoarte mari de reducere Acest motor planetar compact fără perii de 42 mm oferă rapoarte de reducere de la 3,7 la 307,54, permițând un control precis al vitezei și al cuplului pentru roboți și AGV-uri. Cu un cuplu nominal de 0,048 N·m și un joc redus, se potrivește ciclurilor de pornire-oprire și mișcării controlate de poziție. Vizualizare produs →

Verificați ciclul de funcționare, creșterea temperaturii și mediul real

Un motor evaluat pentru funcționare continuă S1 la 40°C ambiantă va reduce valoarea în interiorul unei carcase sigilate a bateriei care ajunge la 55°C. Majoritatea actuatoarelor cu baterie funcționează în funcționare S2 de scurtă durată sau S3 intermitentă, iar ratingul definește cât timp poate fi menținut cuplul complet înainte ca înfășurarea să depășească limita clasei de izolație. Confirmați clasa de izolație, de obicei clasa F la 155°C și creșterea permisă a temperaturii pe fișa de date.

Când un pachet de 24 V scade la 21 V la o stare de încărcare de 20%, viteza și cuplul disponibil scad cu aproximativ 12%. Specificați motorul pentru capătul inferior al curbei de descărcare, mai degrabă decât pentru tensiunea de repaus și înregistrați curentul cu rotorul blocat, precum și curentul nominal, deoarece atât conectorul de antrenare, cât și siguranța.

O listă de verificare de selecție alimentată cu baterii pentru motoare cu angrenaje de curent continuu

Utilizați această secvență atunci când comparați ofertele sau examinați o propunere de furnizor. Înregistrează cele mai multe erori de dimensionare și compatibilitate înainte de prototip.

1. Convertiți cuplul de sarcină de rulare și viteza maximă în valorile arborelui motor utilizând raportul cutiei de viteze, apoi adăugați 15-20% spațiu liber.
2. Blocați arhitectura bateriei și confirmați că înfășurarea motorului se potrivește cu capătul inferior al curbei de descărcare.
3. Alegeți fără perii atunci când durata de funcționare, zgomotul sau durata de viață determină specificațiile; alegeți periat la primul cost și un controler simplu contează mai mult.
4. Selectați o cutie de viteze care suportă șocuri și sarcini radiale fără a forța un motor mai mare.
5. Verificați ciclul de funcționare în raport cu clasa termică a motorului la mediul real al carcasei.

Dacă o cerință este încă neclară după aceste verificări, împărtășiți profilul de sarcină și specificațiile bateriei cu echipa noastră de ingineri pentru o revizuire a specificațiilor motorului înainte de prelucrare sau eșantionare.

Întrebări frecvente despre motor cu angrenaj DC alimentat cu baterie

Care este cea mai frecventă greșeală în alegerea motorului cu angrenaj de curent continuu pentru echipamentul cu baterii?

Dimensionarea după cuplul de vârf în loc de sarcină continuă. Un scurt vârf de pornire poate fi gestionat de masa termică și de o cutie de viteze puțin mai mare, dar funcționarea continuă în apropierea cuplului de blocare va depăși limitele termice, va scurta durata de viață a periei și va descărca bateria mai repede decât sugerează estimarea timpului de funcționare.

Cât va mai funcționa un motor cu angrenaj DC fără perii cu aceeași baterie?

Timpul de rulare se scalează aproape direct cu o eficiență medie. La 85-92% fără perii față de 70-80% periat, așteptați-vă la 12-20% mai mult timp de funcționare de la același pachet, plus mai puțină căldură reziduală în interiorul incintei sigilate a bateriei.

Ar trebui să aleg un motor de 24 V sau 48 V pentru o unitate AGV?

Utilizați 24 V pentru AGV-uri compacte de până la aproximativ 250 W, unde BMS și cablajul rămân mici. Treceți la 48 V peste aproximativ 250 W pentru a reduce la jumătate curentul, a micșora dimensiunea conductorului și a simplifica gestionarea bateriei cu putere mai mare.

Am nevoie de o cutie de viteze planetară pentru o aplicație alimentată cu baterie?

Etapele planetare sunt cele mai sigure implicite pentru aplicațiile bateriei pornire-oprire, marșarier și încărcate la șoc, deoarece distribuie sarcina în mai multe trepte. Dacă sarcina este netedă și continuă, un motorreductor cu ax paralel la un raport mai mic poate fi mai rentabil.