微型电机是通过将电能转化为机械能,通过运转提供动力源。不少产品需求较大的启动扭矩,微型直流电机有高扭矩特性,能应用在扭矩大的产品,并且电机的转速可以调整、适应负载,所以微型直流电机一直应用非常广泛。
影响微型直流电机性能的主要因素
主要有两点,一是输入电压,另外一个是温度;简单来说,电压调节不要超出额定工作电压范围;如微型电机的温度过高会烧毁电机,除环境因素外,电压过高也会导致电机温度过高。
微型直流电机性能曲线
1、空载转速(No):微型电机在额定电压下无负载运行时的测得的转速,单位为RPM(转每分钟);
2、空载电流(Io):微型电机在额定电压下无负载运行时,在电机两端子间测得的输入 电流,单位A(安倍);
3、堵转电流(Is):微型电机在额定电压下运行,因负载导致电机停转时瞬间测得的电流,单位A(安倍);
4、堵转扭矩(Ts):微型电机在额定电压下运行,因负载导致电机停转时瞬间测得的最大转矩,单位gf.cm(克.厘米);
微型直流电机的性能曲线以输出转矩为横坐标,以转速、电流、效率及转出功率为纵坐标,相应的曲线:转速曲线N、电流曲线I、效率曲线N、输出功率曲线P,如下图所示:
微型直流电机产生的扭矩与转速是相互影响的,这是直流电机的基本特性,转速与扭矩呈线性关系。这常用作计算空载转速和起动扭矩。
微型直流电机另外一个重要特性是扭矩与电流的关系,电流和电机扭矩呈线性关系,用来计算空载电流和转子静止时的电流(起动电流)如图。
微型直流电机效率
效率=机械输出功率÷电机输入功率,输出功率和输入功率随着转速的变化而变化,给定的转速大于空载速度的50%时可获得最大效率。
减速传动效率:微型电机配置减速箱以后输出转矩的效率大小受轴承、齿轮的摩擦力以及润滑条件的影响。经过一级传动的齿轮减速箱效率为90%,二级传动的效率是81%,减速比越大,其传动级数越多,其传动效率就越低。
减速电机明显提升负载能力,一般齿轮减速器的减速比1:200,行星齿轮减速箱的减速比可达到1:4500。
附录:
(表一)微型直流减速电机类型性能对比:
性能 |
机械换向(有刷) |
电子换向 |
交流电交变特征换向 |
|||
类型 |
永磁直流电机 |
串激电机 |
||||
无刷电机 |
步进电机 |
同步电机 |
感应电机 |
|||
机械结构 |
复杂 |
复杂 |
简单 |
简单 |
简单 |
简单 |
寿命 |
短 |
短 |
长 |
长 |
长 |
长 |
噪音 |
大 |
大 |
小 |
小 |
较大 |
较大 |
震动 |
小 |
大 |
小 |
小 |
较大 |
较大 |
起动力矩 |
大 |
大 |
大 |
大 |
小 |
小 |
效率 |
40-70% |
40-60% |
70-90% |
30-40% |
40-60% |
30-50% |
转速 |
中 |
高 |
高 |
中 |
不可调速 |
小 |
调速范围 |
大 |
大 |
大 |
大 |
不可调速 |
小 |
调速方式 |
变压 |
变压 |
变压变频 |
变频 |
变频 |
变压充频 |
成本 |
低 |
低 |
中 |
高 |
高 |
中 |
(表二)力矩单位制:
|
gf.cm |
Kgf.cm |
N.cm |
N.m |
oz.in |
Lb.in |
Lb.ft |
gf.cm |
1 |
10^-3 |
9.8x10^-3 |
9.8x10^-5 |
0.01389 |
8.68x10^-4 |
7.233x10^-5 |
Kgf.cm |
10^3 |
1 |
9.8 |
9.8x10^-2 |
13.89 |
0.868 |
0.07233 |
N.cm |
102 |
0.102 |
1 |
0.01 |
1.416 |
0.0885 |
7.376x10^-3 |
N.m |
1.02x10^4 |
10.2 |
100 |
1 |
141.6 |
8.85 |
0.7276 |
oz.in |
72.1 |
0.0721 |
0.706 |
7.06x10^-3 |
1 |
0.0625 |
5.21x10^-3 |
Lb.in |
1152 |
1.152 |
11.3 |
0.113 |
16 |
1 |
0.0833 |
Lb.ft |
1.383x10^4 |
13.83 |
135.6 |
1.356 |
192 |
12 |
1 |
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