从包装到通信，无刷直流伺服电机正在获得在各种行业的市场份额-并有很好的理由。他们提供高扭矩和平稳的旋转(最小的扭矩脉动)，并有助于节省成本的定制。
作者:拉尔夫·亚当斯Orbex集团
设计工程师通常依靠现成的无刷直流(BLDC)电机作为独立组件来工作到他们的设计。但通常它更有意义的定制电机-特别是在它不可能满足应用需求与目录组件。
这个定制的无刷直流电机从Orbex集团有一个整体的行星齿轮减速器。
股票马达的定义是一个“采取什么你得到”的主张，当涉及到大小和性能。相比之下，定制的无刷直流电机和电机组件可以设计成适合紧凑或不规则的空间，而不牺牲扭矩密度。电机也可以为苛刻的工作环境定制-无论威胁是热，腐蚀，或电磁。
指定定制无刷直流电机的另一个原因是为了提高成本。有人可能会认为定制解决方案是昂贵的，但在许多应用中，情况恰恰相反。这是因为定制电机组件允许功能集成，最终可以最小化材料清单上的组件数量——以及组装所有这些组件所需的组装时间。
快速注意:无刷直流电机与步进电机
本文的重点是定制无刷直流电机。事实上，无刷直流电机的高扭矩和紧凑的尺寸意味着他们在今天的动态伺服应用越来越普遍。它们甚至可以超越传统上由步进电机运行的设计-主要通过提高伺服机器的性能…以及降低维护要求。
当然，步进电机(特别是更新的闭环变化)擅长于几种运动轴类型。然而，运动设计需要先进的位置控制和高轴转速以及空间节省往往需要无刷直流电机。更具体地说，这些扭矩密集电机提供的功率输出大约是等效步进电机的三倍。这种差异是由于在开环控制下步进电机需要提供精确定位的高数量的极点。另一方面，无刷直流电机提供顶级精度，没有任何牺牲的转速或扭矩。难怪无刷直流电机是所有需要在闭环控制下高速运动的机械臂到包装机的首选。
定制电机可以提高机器设计的尺寸和性能——包括agv。
例子一:自定义无刷直流电机在AGV车轮
无刷直流电机定制的一个新兴应用是自动引导车辆或自主移动小车在未来的工厂和自动化仓库中，agv已经变得不可或缺。由于无刷直流电机在不同的速度和扭矩范围内提供可靠的性能，它们非常适合机器人车辆的连续旋转关节。一个新的AGV设计采用了两个定制的无刷直流电机……
AGV的第一个电机是一个2 kw的120毫米框架电机，配有集成的刹车和编码器，以及一个可选的车轮和轮胎。该电机集成了一个紧凑但有扭矩的滚子减速机直接耦合到电机输出。这种布置增加了传动系统的刚度，并节省了空间和成本。
AGV的第二个电机是一个类似的小型系统，基于一个1-kW 80毫米框架的电机。它的传动比可降至16:1，从而使速度达到2米/秒。此外，它还拥有较高的径向负载能力(适用于有效负载为2000磅的手推车)，并具有可选的机箱旋转功能。这使得工程师可以将AGV所承载的负载集中在电机的输出轴承上，以最小化力矩负载。
这是Orbex集团为AGV应用定制的无刷直流电机。自定义电机装配集成了一个完整的变速箱装配。
例二:用于检验重型工件的定制通孔工作台
对于另一台具有挑战性负载、速度和尺寸要求的检验和分选过程中的机器，供应商工程师配置并集成了一个旋转通孔工作台和伺服电机。通孔工作台利用了伺服电机、凸轮分度器和直接驱动电机的优势，实现了最高的精度和刚度(成本仅为基于直接驱动电机技术的类似工作台的一小部分)。事实上，完整的驱动解决方案可以在传感器阵列下旋转重达40磅的部件进行检测，转速为200 rpm，即使设计较低，以适应现有的工作单元。
在本次设计中，供应商工程师将Orbex集团HPM60 200 V伺服电机与THT85通孔工作台结合在一起，以优于其他基于机械旋转分度和直接驱动电机的工作台。
这种紧凑的THT系列通孔表保持精度等于或优于10弧秒，以优于各种运动控制和自动化应用。事实上，THT系列桌子有6种尺寸，从62毫米到450毫米——62、85、130、200、300和450型号。所有THT系列表(这是基于伺服电机额定至10kw)显示高精度，刚性，和传动效率。扭矩输出为5至192 Nm，转速为200转/分。该系列的定制工作台最近安装到一个设备中，以200 rpm的速度移动40磅的工件，以进行需要精度和刚度的检查过程，通常与更昂贵的直接驱动电机相关。
例子三:自定义无刷直流电动机与行星齿轮减速
另一个运动控制应用采用定制无刷直流电机与整体行星齿轮减速器。优化的电机帮助机器满足各种速度，电压和安装要求，其高质量的装配最大限度的可控性。更具体地说，这个应用的OEM需要一个无刷减速电机的运动控制应用需要:
•总长度较短
•一个行星减速器的25:1齿轮比
•使用48vdc总线电压
•高分辨率编码器反馈
•换向信号
•160转/分时扭矩输出超过2.5 Nm
该供应商的工程团队解决了这一问题，他们对无刷直流电机(Orbex Group EC4260)进行了改造，采用了一种特殊的轴，可以直接安装到两级行星减速机上。这一特点消除了对昂贵的适配器板和内部联轴器的需要，从而削减了成本和总体设计长度。此外，供应商工程师优化了电机的绕组，使其在48 vdc母线电压下运行。这些修改让电机达到高速与最小的电流。完整的软件包是一个集成16,384计数磁性编码器。增加的分辨率允许优越的伺服控制和更好的稳定性。
修改和预集成也防止了组件的过度规格-一个适当大小的组装成本低于200美元。
Orbex集团|www.orbexgroup.com
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