Page 200 - PortescapCatalog 0212_V012021CN_A4

工程师附录

直流空心杯减速电机计算例子

例子：电机连接减速机的直接驱动

在本应用中，我们寻找的是适合带载连续运行的直流空心杯电机和齿轮箱。应用需求如下：
可用电压： 15 Vdc
可用电流： 1.5 Amp

电机工作点： 30 rpm [n] 所需电机转速
500 mNm [τ] 所需输出轴转矩
22°C [T ] 环境温度
amb
连续运行
电机尺寸： 80 mm 最大允许长度
25 mm 最大运行直径

R22齿轮箱的规格页显示最大连续转矩为600 mNm，因此，该行星齿轮箱可处理所需的500 mNm转矩。在选择减速比时，我们应当记
住R22齿轮箱的最大输入转速建议值为5,000 rpm。应当保持输入转速低于此值，以确保低磨损和低噪音。
i = n / n
max load
i = 5,000 rpm / 30 rpm = 166.7
目录显示与上述计算的所需值最接近的减速比为159:1。该减速比下的效率为η = 0.6（即60%）。
此时，我们可计算电机转速（nm）以及反映在电机轴上的转矩（τm）。
τ = τ / (i × η) [mNm]
m
τ = 500 mNm / (159 × 0.6) = 5.24 mNm
m
n = n × i = 30 rpm × 159 = 4,770 rpm
m load
电机参数表显示22DCP系列电机可连续传递高达6.21 mNm的转矩，因此是我们的首选。22DCP电机标配R22行星齿轮箱。根据可用电
压，可考虑211P绕组（12 V测量电压），并按照与前例相同的方式计算电机电流和电压。

电机需要在5.24 mNm的负载下，以4,770 rpm的转速进行驱动。环境温度（T amb ）为22 °C，应用的可用电压为15 Vdc。我们最感兴趣
的特性是：转矩常数（k）为11.63 mNm/A，终端电阻为7.8 Ω。忽略空载电流（l ），负载转矩（τ）为5.24 mNm时，电机电流为：
o
I = τ / k = 5.24 mNm / 11.63 mNm/A = 0.45 A。
此时，我们可以计算负载为5.24mNm、要求转速为4,770 rpm时，22°C温度下运行电机所需的驱动电压：
U = R × I + k × ϖ [Vdc]
ϖ = 2π/60 × n = 2π/60 rad/rpm-s × 4,770 rpm = 499.51 rad/s
U = (7.8 Ω × 0.45 A) + (11.63 × 10 Nm/A × 499.51 rad/s) = 9.3 Vdc
−3
注意，负载下的电机电流为0.45 A，低于0.57 A的额定连续电流。因此，我们可以放心地假定最终转子温度（T ）将低于100 °C的最大
f
额定线圈温度。由于线圈电阻增加，还可以确定电压将不会高于15 Vdc。最终线圈温度为76 °C，而由线圈电阻增加造成的所需电压
是10 Vdc。两个值都在限制范围内，所以我们的假设是合理的。
现在问题已经解决。22DCP 32P2 211P.5 R22 0 159减速电机是该应用一个很好的选择。如果应用需要电机具备别长的使用寿命，或者
如果是电池应用，那么可以考虑选择22DCT电机，以提高效率和延长电池寿命。

200 V012021 • © 2021 Portescap. 规格参数如有更改，恕不另行通知。