DD馬達(dá)性能與優(yōu)點(diǎn)是什么？

信息來(lái)源：本站 | 發(fā)布日期： 2018/5/14 | 瀏覽量：5330

       DD馬達(dá)英文全稱(chēng)為Direct Drive Ratary,直接驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)，DDR轉(zhuǎn)矩直驅(qū)馬達(dá)，故簡(jiǎn)稱(chēng)DD馬達(dá)。由于其輸出力矩大，因此有些公司將稱(chēng)為力矩電機(jī)。與傳統(tǒng)的電機(jī)不同，該電機(jī)的大力矩使其可以直接與運(yùn)動(dòng)裝置連接，從而省去了諸如減速器，齒輪箱，皮帶輪等連接機(jī)構(gòu)，因此才會(huì)稱(chēng)其為直驅(qū)動(dòng)電機(jī)。另外該電機(jī)都配置了高解析度的編碼器，因此使該產(chǎn)品可以達(dá)到比普通伺服高一個(gè)等級(jí)的精度。并且采用直接連接方式，減少了由于機(jī)械結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的定位誤差，使得工藝精度得以保證。以及減少了由于機(jī)械結(jié)構(gòu)摩擦而產(chǎn)生尺寸方面的誤差和使用時(shí)的噪音等方面降低了很多。 
DD馬達(dá)的特點(diǎn)及應(yīng)用 
DD馬達(dá)具有以下優(yōu)點(diǎn)： 
1)無(wú)需原點(diǎn)復(fù)位： 
采用的是絕對(duì)值編碼器，不需要原點(diǎn)復(fù)位就能識(shí)別現(xiàn)在的位置 
(2)高精度： 
每一個(gè)圓周可以分成2的20/24次方個(gè)脈沖，定位精度可以達(dá)到小于或等于+/-30角秒 
(3)高扭矩： 
在有限的體積內(nèi)輸出高扭矩，能在高速旋轉(zhuǎn)下驅(qū)動(dòng)較大的負(fù)載 
(4)高剛度： 
采用十字交叉軸承，徑向、軸向負(fù)載能力大，靜態(tài)負(fù)荷大 
(5)無(wú)需保養(yǎng)： 
不需要額外的添加潤(rùn)滑油等電機(jī)保養(yǎng)工作 
(6)簡(jiǎn)易安裝： 
負(fù)載直接安裝，無(wú)需減速機(jī)、皮帶輪、齒輪等中間附件，減少部件安裝和調(diào)試的時(shí)間 
(7)低噪音： 
負(fù)載直接安裝，無(wú)中間連接件，使用時(shí)減少了很大的噪音 
(8)響應(yīng)快： 
負(fù)載直接安裝，無(wú)中間連接件，響應(yīng)時(shí)間快，能在較少的時(shí)間內(nèi)整定到一個(gè)很好的精度 
應(yīng)用領(lǐng)域：DD 馬達(dá)因其無(wú)油、無(wú)塵、重量輕、體積小，應(yīng)用于電子、半導(dǎo)體、太陽(yáng)能光伏、自動(dòng)化行業(yè)等。 
-任意的機(jī)械分度（可不等分）裝置 
-搬運(yùn)、翻轉(zhuǎn)頻繁高速裝置 
-半導(dǎo)體行業(yè)的晶圓劃片、切割設(shè)備 
-IC封裝、檢測(cè)設(shè)備 
-IC焊接、點(diǎn)膠設(shè)備 
-手機(jī)屏的切割和研磨、覆膜 
-洗衣機(jī) 
…… 
再次，欲詳細(xì)了解DD馬達(dá)，應(yīng)對(duì)一些DD馬達(dá)參數(shù)名詞進(jìn)行理解 
-******輸出扭矩： 
馬達(dá)的******輸出扭矩由馬達(dá)電流決定，單位：Nm=kgm2/sec2 
-額定扭矩： 
馬達(dá)在額定速度下的額定扭矩，單位：Nm=kgm2/sec2 
-******速度： 
可用的******速度 ，******速度下的扭力輸出幾乎為零 ， 單位：rpm （轉(zhuǎn)/分） 
-額定輸出功率： 
馬達(dá)在額定速度下的輸出 ，單位：瓦特 
-編碼器解析度： 
旋轉(zhuǎn)編碼器，馬達(dá)每轉(zhuǎn)一周的解析度 ，單位： 脈沖/周 
-磁極： 
每一個(gè)N或S極叫一個(gè)磁極 
-極對(duì)數(shù)： 
一個(gè)N和S稱(chēng)著魏一個(gè)極對(duì)數(shù)，一個(gè)馬達(dá)的極對(duì)數(shù)等于磁極除以2 
-定位精度 ： 
無(wú)負(fù)載情況下馬達(dá)旋轉(zhuǎn)任意一次角度同理論位置間的偏差，單位：角-秒 
-重復(fù)精度： 
無(wú)負(fù)載情況下馬達(dá)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度多次之間的位置偏差，單位：角-秒 
-重復(fù)精度和定位精度的單位換算： 
角秒的定義： 
1周=360度 
1度=60分 
1分=60秒 
-軸向偏差 /徑向偏差： 
馬達(dá)旋轉(zhuǎn)時(shí)的機(jī)械偏差 ，徑向： +/-0.01mm /軸向：+/- 0.015mm 
0.01mm以下的偏差需要特制 
-軸向負(fù)載： 
軸向容許******負(fù)載，負(fù)載移開(kāi)后馬達(dá)可以恢復(fù)原位 包括壓力，張力 
-負(fù)載扭矩： 
徑向容許******負(fù)載，負(fù)載移開(kāi)后馬達(dá)可以恢復(fù)原位 
DD馬達(dá)的選用: 請(qǐng)務(wù)必考慮以下6個(gè)因素，來(lái)選用直驅(qū)大轉(zhuǎn)矩直驅(qū)馬達(dá)。 
一、作用在馬達(dá)上的負(fù)載 
二、跳動(dòng)精度 
三、 定位精度 
四、定位時(shí)間（分度時(shí)間） 
五、再生電阻的選用 
六、實(shí)效轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 
接下來(lái)分別來(lái)介紹一下： 
一、作用在馬達(dá)上的負(fù)載 
（1) 負(fù)載慣量 J 
直驅(qū)大轉(zhuǎn)矩伺服馬達(dá)系統(tǒng)在使用時(shí)，加在馬達(dá)上的負(fù)載的慣量大小對(duì)加減速的影響很大，所以須對(duì)所受負(fù)載的慣量進(jìn)行計(jì)算。 
（2）軸向負(fù)載、徑向負(fù)載、力矩負(fù)載 
對(duì)加在馬達(dá)上的負(fù)載進(jìn)行計(jì)算。外力與負(fù)載的的關(guān)系歸納為以下的形式。 
請(qǐng)確認(rèn)各負(fù)載在容許值以?xún)?nèi)。 
（3）有負(fù)載轉(zhuǎn)矩的情況 
有負(fù)載轉(zhuǎn)矩的情況時(shí)，必須考慮其對(duì)實(shí)效轉(zhuǎn)矩的影響。 
二、 跳動(dòng)精度 
跳動(dòng)精度的測(cè)量方法如右圖所示。 
三、 定位精度 
直驅(qū)大轉(zhuǎn)矩伺服馬達(dá)系統(tǒng)的定位精度有以下二種 
（1）絕對(duì)定位精度 
（2）重復(fù)定位精度 
如是固定等分工位盤(pán)，定位精度值參考重復(fù)精度即可，因?yàn)榭勺鲅a(bǔ)償。 
四、 定位時(shí)間（分度時(shí)間） 
使用直驅(qū)大轉(zhuǎn)矩馬達(dá)進(jìn)行角度分度定位時(shí)，以如下步驟來(lái)概算分度定位時(shí)間。 
J m ： 負(fù)載的慣量 ［kg?m 2 ］ 
J r ： 馬達(dá)轉(zhuǎn)子的慣量 ［kg?m 2 ］ 
N ： 馬達(dá)轉(zhuǎn)速 ［s ?1 ］ 
T ： 轉(zhuǎn)速N時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩 ［N?m］ 
T m ： 負(fù)載轉(zhuǎn)矩 ［N?m］ 
t 1 ： 指令時(shí)間 ［s］ 
t 2 ： 整定時(shí)間 ［s］ 
t 3 ： 定位時(shí)間 ［s］ 
⊿ t ： 加減速時(shí)間 ［s］ 
θ ： 旋轉(zhuǎn)角度 ［°］ 
η ： 安全系數(shù)（一般 1.4～1.5） 
由此有 
⊿ t=（J r+ J m）*2πN/（T/N- T m） 
t 1=θ/360*N+⊿ t 
t 3= t 1+ t 2 
五、 再生電阻的選用 
（1）計(jì)算直驅(qū)大轉(zhuǎn)矩伺服馬達(dá)減速時(shí)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能 
請(qǐng)按以下算式計(jì)算。 
旋轉(zhuǎn)能量 ＝1/2× J ×ω 2 ［J］ J r ： 馬達(dá)的轉(zhuǎn)子慣量［kg?m 2 ］ 
＝1/2× J ×（2π N ） 
2 
［J］ J m ： 負(fù)載的慣量［kg?m 2 ］ 
J ＝ J r + J m N ： 轉(zhuǎn)速［s ?1 ］ 
（２）對(duì)內(nèi)部電容充電的能量 
通過(guò)對(duì)內(nèi)部電容充電進(jìn)行再生能量的處理能力因驅(qū)動(dòng)器型號(hào)不同會(huì)有差異。 
（3）計(jì)算外部再生電阻所消耗的能量 
外部再生電阻所消耗的能量 [J] = 旋轉(zhuǎn)動(dòng)能 [J] -電容吸收能量 [J] 
如果結(jié)果小于0，則無(wú)需外部的再生電阻。 
如果結(jié)果大于0，請(qǐng)按以下的步驟計(jì)算再生電阻所需的容量。 
（4）計(jì)算外部再生電阻所需的容量 
外部再生電阻所需的容量 [W] = 外部再生電阻所消耗的能量 [J] / (運(yùn)行周期 [S] × 0.25） 
0.25：再生電阻使用負(fù)載率 
計(jì)算結(jié)果為80以下時(shí): 請(qǐng)使用外部再生電阻 
計(jì)算結(jié)果為220以下時(shí): 請(qǐng)使用外部再生電阻 
六、 實(shí)效轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 
選用直驅(qū)大轉(zhuǎn)矩伺服馬達(dá)，在考慮定位時(shí)間的同時(shí)，還須確認(rèn)在滿(mǎn)足實(shí)際使用工況的實(shí)效轉(zhuǎn)矩是否低于額定轉(zhuǎn)矩。 
例如負(fù)載的慣量為0.12[kg?m 2 ]，是否可以以0.3[S]移動(dòng)45[o]；并且如以一個(gè)循環(huán)周期為2.0[S]時(shí)，其實(shí)效轉(zhuǎn)矩又為幾何？ 
條件： J m （負(fù)載的慣量)＝0.12［kg?m 2 ］ 
J r （馬達(dá)轉(zhuǎn)子的慣量）＝0.014［kg?m 2 ］（PB3015 的場(chǎng)合 ） 
Ｎ （最高轉(zhuǎn)速）=1.25 ［s ?1 ］ 
Ｔ （在N轉(zhuǎn)速時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩）＝15［N?m］（PB3015 1.25［s ?1 ］ 的場(chǎng)合 ） 
Ｔ m （負(fù)載轉(zhuǎn)矩）＝0 ［N?m］ η: 安全系數(shù)＝1.4 
θ （回轉(zhuǎn)角度）＝45 ［°］ t 4 （周期時(shí)間）＝2.0［s］ 
重復(fù)定位精度＝±100［秒］ t 2 （整定時(shí)間）＝0.04［s］ 
⊿ t : 加減速時(shí)間［s］ t 1 : 指令時(shí)間［s］ 
● 定位時(shí)間計(jì)算如下。 
加速時(shí)間＝（0.12＋0.014）×2π×1.25）／（15／1.4－0）＝ 0.1［s］ 
指令時(shí)間＝ 45／（360×1.25）＋0.1＝ 0.2［s］ 
定位時(shí)間＝ t 1 ＋ t 2 ＝ 0.2＋0.04 ＝ 0.24 ［s］ 
● 根據(jù)實(shí)際使用的工況曲線須考慮實(shí)效轉(zhuǎn)矩（如下圖） 
在此，假定選用PB3015進(jìn)行校核 
t 4 ： 周期時(shí)間 = 2.0［s］ 
必需實(shí)效轉(zhuǎn)矩 
旋轉(zhuǎn)能量 ＝ 1/2×（ J ｒ ＋ J m ）×（2π N ） 
2 ＝ 1/2×（0.12+0.014）×（2π×1.25） 2 ＝ 4.1［J］ 
在以上必需實(shí)效轉(zhuǎn)矩乘上溫度系數(shù)1.3，則得實(shí)效轉(zhuǎn)矩為4.4[N?m]，PB3015的額定輸出轉(zhuǎn)矩為5.0[N?m]以下故滿(mǎn)足使用條件