maxon微型电机的组成结构与负载力矩计算方法分享

　　maxon微型电机一般指的是体积容量小、输出功率一般在数百瓦以下的电机，一般常用于控制系统中，实现机电信号或能量的检测、解算、放大、执行或转换等功能，或用于传动机械负载，也可作为设备的交、直流电源。可应用于食品机械、纺织机械、医疗器械、智能门窗、监控器云台、广告灯箱、家用电器、冷暖空调风页、执行器控制等所有小功率恒转速大力矩设备。

 

　　下面咱们来了解下maxon微型电机的组成结构：

 

　　1、电枢铁芯：主磁路的主要部分，用于放置电枢绕组，大多用硅钢片堆叠而成降低运行时电枢铁心中产生的涡流损耗与磁滞损耗。

 

　　2、电枢绕组：主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，电枢绕组是由多个线圈绕制作而成，一般采用漆包线，如有特殊要求的采用铜线或银线。

 

　　3、换向器：换向器和电刷是其不停转动的关键因素，它们的主要作用是改变电流方向，使其持续转动（无刷直流电机是通过霍尔电子换向，没有换向器与电刷）。

 

　　负载力矩由两部分构成，加速力矩和阻力矩。其中加速力矩依赖惯量及加速度值，阻力矩主要是摩擦力矩。

 

　　加速力矩=加速力*力臂=质量*加速度*力臂。本场景中，假定加速时间取总时间的10%，即为0.05sec，目标速度要高于平均速度，公式推导可知：加速度=单向行程/（加速时间*（单向时间-加速时间）），那么加速度=0.2m/(0.05*(0.5-0.05))s2=4.44m/s2，力臂即为半径=周长/2π=6.37mm。进而加速力矩=1kg*4.44m/s2*6.37mm=28.3mNm。

 

　　假定导轨摩擦系数取0.2，那么摩擦力矩=摩擦力*力臂=正压力*摩擦系数*力臂=9.8N*0.2*6.37mm=12.5mNm。

 

　　综上可得，负载力矩=加速力矩+摩擦阻力矩=28.3+12.5=40.8mNm。

 

　　考虑到本应用场景涉及频繁启停，需要把安全系数适当取大，留足余量，这里安全系数取2，那么所需电机力矩=负载力矩*安全系数=40.8mNm*2=81.6mNm。