驱动轮直流电机选择计算
驱动轮直流电机选择计算
驱动轮电机用于驱动AGV 的运转，包含 AGV 的直行及差速转弯。
在选择电机时，我们往常需要计算出电机的额定功率、额定转矩、额定转速等[28] 。
而在驱动电机的参数计算以前第一需要明确AGV 的各项设计要求，如表3-1 所示。
表 3-1 AGV 设计要求设计要求设计参数整车制定重量 m 100kg最大负载 M max 200kg最高行驶速度v m ax 1m / s最大加快度 a m ax 0.5m / s23.1.1电动机的选择1.驱动力与转矩关系AGV 在地面行驶时，轮子与地面接触， AGV 战胜摩擦力向前行驶，电机输出转矩 Tq 为小车供给驱动力。
而 Tq 经减速机减速后获得输出转矩Tt输出至驱动轮，输出转矩 Tt 为：Tt i g Tq式中i g——减速机减速比；Tq ——电机输出转矩；Tt ——输出转矩；——电机轴经减速机到驱动轮的效率。
驱动轮在电机驱动下在地面转动，此时有关于地将形成一个圆周力，而地面对驱动轮也将产生一个等值、反向的力F t，该力即为驱动轮的驱动力[29]。
驱动力为：F t Tt igTqRq Rq式中Rq ——驱动轮的驱动半径。
因为驱动轮一般刚性较好，视其自由半径、静力半径、转动半径三者同样，均为 Rq 。
2.驱动力与阻力计算小车内行驶过程中要战胜各样阻挡力，这些力包含：转动阻力F f、空气阻力F w、坡度阻力 F r、加快度阻力 F j。
这些阻力均由驱动力F t来战胜，所以：F t F f F w F r F j(1)转动阻力 F f转动阻力在AGV 行驶过程中，主要由车轮轴承阻力以及车轮与道路的转动摩擦阻力所构成，F f大小为：Ff FfzFfg式中F fz——车轮与轴承间阻力；F fg——车轮与道路的转动摩擦阻力。
此中，车轮轴承阻力 F fz为：d / 2 d 0.015 48F fz P P1000 3.6ND / 2 D 200式中P ——车轮与地面间的压力， AGV设计中，小车自重 m 为 100kg，最大载重量 M m ax为200kg，所以最大整车重量为300kg，一般状况下， AGV前行过程中，有三轮同时着地，知足三点决定一平面的规则，各轮的压力为P=1000N[30]；d ——车轮轴直径，驱动轮在本次设计中选择 8 寸的工业车轮，即d=48mm；D——车轮直径，查文件 [40] 可知，驱动轮在本次设计中选择 8 寸的工业车轮，即 D=200mm；μ——车轮轴承摩擦因数，优秀的沥青或混凝土路面摩擦阻力系数为—，μ=。
电机的选择
电机的选择电动客车对电机的性能要求电动机的作用是将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。
电动客车的驱动电机通常要求能够频繁启动/停车、加速/减速，低速和爬坡时要求高转矩，高速行驶时要求低转矩，并要求变速范围大。
其主要参数包括：电动机类型、额定电压、机械特性、效率、尺寸参数、可靠性和成本等。
另外为电动机所配置的电子控制系统和驱动系统也会影响驱动电动机的性能。
工业电机通常优化在额定的工作点，电动汽车驱动电机比较独特，单独归为一类。
电动汽车电机与工业电机相比有很大的不同：1、电动汽车驱动电机需要有4-5倍的过载以满足短时加速或爬坡的要求；而工业电机只要求有2倍的过载就可以了。
2、电动汽车的最高转速要求达到在公路上巡航时基本速度的4-5倍，而工业电机只需要达到恒功率是基本速度的2倍即可。
3、电动汽车驱动电机需要根据车型和驾驶员的驾驶习惯设计，而工业电机只需根据典型的工作模式设计。
4、电动汽车驱动电机要求有高度功率密度（一般要求达到1kg/kw以内）和好的效率图（在较宽的转速范围和转矩范围内都有较高的效率），从而能够降低车重，延长续驶里程；而工业电机通常对功率密度、效率和成本进行综合考虑，在额定工作点附近对效率进行优化。
5、电动汽车驱动电机要求工作可控性高、稳态精度高、动态性能好；而工业电机只有某一种特定的性能要求。
6、电动汽车驱动电机被装在机动车上，空间小，工作在高温、坏天气、及频繁振动等等恶劣环境下。
而工业电机通常在某一个固定位置工作。
电动汽车电机的基本要求包括：1) 高电压。
在允许范围内尽量采用高电压，可减小电动机的尺寸和导线等装备的尺寸，特别是可降低逆变器（将直流电转化为交流电的装置）的尺寸。
2) 高转速。
高转速电动机体积小、质量轻，有利于降低电动客车的整车整备质量。
3) 质量轻。
电动机采用铝合金外壳以降低电动机质量，各种控制器装备的质量和冷却系统的质量等也要求尽可能小。
4) 较大的起动转矩和较大范围的调速性能。
直流电机计算范文
直流电机计算范文直流电机是一种将电能转换为机械能的设备。
在直流电机中，电能通过发电机产生，经过电路传输到电机中，通过励磁线圈产生的磁场作用于电机的转子，从而使转子转动。
直流电机有很多种不同结构和工作原理的类型，本文将重点介绍直流电机的计算方法。
直流电机的主要计算参数有电流、电压、功率和效率。
其中电流和电压是直流电机的基本参数，功率和效率是描述直流电机工作情况的指标。
通过计算这些参数，可以对直流电机的运行和性能进行评估。
首先，我们来计算直流电机的电流。
直流电机的电流可以通过欧姆定律进行计算，即I=V/R，其中I表示电流，V表示电机的电压，R表示电机的电阻。
在实际应用中，直流电机的电流往往是由电机的负载决定的，可以通过测量电机运行时的电流来获得。
其次，我们来计算直流电机的电压。
直流电机的电压通常由电源提供，可以通过直接测量电机的输入电压来获得。
接下来，我们来计算直流电机的功率。
直流电机的功率可以通过计算输入功率和输出功率来求得。
输入功率可以通过电压和电流来计算，即P_in = V * I，其中 P_in 表示输入功率，V 表示电机的电压，I 表示电机的电流。
而输出功率可以通过测量电机的转速和扭矩来计算，即 P_out = T * ω，其中 P_out 表示输出功率，T 表示电机的扭矩，ω 表示电机的角速度。
最后，我们来计算直流电机的效率。
直流电机的效率可以通过计算输出功率和输入功率的比值来求得，即η = P_out / P_in，其中η 表示电机的效率，P_out 表示输出功率，P_in 表示输入功率。
在实际应用中，直流电机的计算还涉及到一些其他参数，例如电机的电感、电抗等。
通过对这些参数的计算，可以更加全面地了解直流电机的工作情况。
总之，直流电机的计算是对电机性能进行评估的重要方法。
通过计算电流、电压、功率和效率等参数，可以对直流电机的工作情况进行分析和优化。
同时，在实际应用中还需要考虑一些其他因素，例如电机的负载情况、温度变化等。
AGV直流无刷电机综合选型
AGV直流无刷电机选型分析AGV直流无刷电机选型对于AGV的研发来说至关重要，那如何能够恰到好处的选择电机的功率、电机的减速比、笔者分享以下经验可供参考。
电机经减速机、传动链条之后所提供的最大扭矩如果小于克服负载所产生的摩擦力：在这种情况下电机将持续处于过载状态，可能出现减速机滑丝或者电机烧坏的现象，这种情况可能不会立即出现，但时间久了类似的故障不可避免，尤其是减速机滑丝的过程它是个缓慢的过程，减速机一旦滑丝电机必将报废。
电机经减速机、传动链条之后所提供的最大扭矩如果远远大于克服负载所产生的摩擦力：这种情况的下，电机属于资源浪费，电机未能充分的利用且推高了不必要的成本支出，这种情况也是不可接受的。
电机选型分析：所选的电机及减速机首先要能够提供足够的扭矩来克服AGV最大负载时所产生的摩擦力，其次电机的转速经减速机后所能输出的速度能够达到研发人员对AGV最大速度的要求。
以下的参数是需要综合来考虑的：1、电机功率2、电机减速比3、链条的传动比4、驱动轮的直径5、AGV要求的最大速度举例说明：客户要求：单驱动（2个直流无刷电机）、单向移动、负载300KG、要求达到的最大速度为30m/min。
电机转速：电机全速运行时电机的转速。
额定扭矩：电机启动后稳定运行时所能提供的扭矩。
启动扭矩：电机启动瞬间所能提供的最大扭矩。
减速机减速比：减速机减速比，经过减速机后电机速度降低“减速比倍”，输出扭矩增大“减速比倍”。
驱动轮直径：驱动单元驱动轮的直径。
链条传动比：主链轮和从链轮的齿轮数比。
推算过程：100W 电机额定扭矩0.33NM，配20B的减速箱后输出扭矩能到到0.33（额定扭矩）×20（减速比）=6.6NM。
经过主齿轮和从链轮减速比1：1.6 后，轮子的输出扭矩可以达到6.6×1.6=10.56NM.轮子的牵引力F=轮子的力矩/轮子的半径。
所以轮子的牵引力=10.56/0.065=162.5N。
4种直流电机控制电路详解,含图
4种直流电机控制电路详解，含图含公式，直观又细致，不懂都难！旺材电机与电控2小时前私信“干货”二字，即可领取138G伺服与机器人专属及电控资料！直流电机在家用电器、电子仪器设备、电子玩具、录相机及各种自动控制中都有广泛的应用。
但对它的使用和控制，很多读者还不熟悉，而且其技术资料亦难于查找。
直流电机控制电路集锦，将使读者“得来全不费功夫”!在现代电子产品中，自动控制系统，电子仪器设备、家用电器、电子玩具等等方面，直流电机都得到了广泛的应用。
大家熟悉的录音机、电唱机、录相机、电子计算机等，都不能缺少直流电机。
所以直流电机的控制是一门很实用的技术。
本文将详细介绍各种直流电机的控制技术。
直流电机，大体上可分为四类：第一类为有几相绕组的步进电机。
这些步进电机，外加适当的序列脉冲，可使主轴转动一个精密的角度(通常在1.8°--7.5°之间)。
只要施加合适的脉冲序列，电机可以按照人们的预定的速度或方向进行连续的转动。
步进电机用微处理器或专用步进电机驱动集成电路，很容易实现控制。
例如常用的S A A l027或S A A l024专用步进电机控制电路。
步进电机广泛用于需要角度转动精确计量的地方。
例如：机器人手臂的运动，高级字轮的字符选择，计算机驱动器的磁头控制，打印机的字头控制等，都要用到步进电机。
第二类为永磁式换流器直流电机，它的设计很简单，但使用极为广泛。
当外加额定直流电压时，转速几乎相等。
这类电机用于录音机、录相机、唱机或激光唱机等固定转速的机器或设备中。
也用于变速范围很宽的驱动装置，例如：小型电钻、模型火车、电子玩具等。
在这些应用中，它借助于电子控制电路的作用，使电机功能大大加强。
第三类是所谓的伺服电机，伺服电机是自动装置中的执行元件，它的最大特点是可控。
在有控制信号时，伺服电机就转动，且转速大小正比于控制电压的大小，除去控制信号电压后，伺服电机就立即停止转动。
伺服电机应用甚广，几乎所有的自动控制系统中都需要用到。
轮毂电机设计计算
轮毂电机设计计算一、介绍轮毂电机是一种将电机直接安装在车辆的车轮轴上的电机，通过电机直接驱动车轮转动，实现车辆的驱动。
与传统车辆电机相比，轮毂电机具有结构简单、能量利用率高等优点。
本文将介绍轮毂电机的设计计算方法。
二、设计参数1.额定功率（Pn）:轮毂电机的设计功率，通常由车辆的需求来确定。
2.额定转速（Nn）:轮毂电机的设计转速，取决于车辆的最高速度和车轮直径。
3.额定扭矩（Tn）:轮毂电机的设计扭矩，由车辆的需求和转速来确定。
4.半径(r):车轮半径，决定了电机的大小和比功率。
5.密度(p):车辆的质量密度，用于估算车辆的操作条件。
根据这些参数，可以开始进行设计计算。
三、电机功率计算根据车辆的功率需求，可以计算轮毂电机的功率。
通常，功率计算公式如下：P=Pn/η其中，P为实际功率，Pn为车辆的额定功率，η为电机的效率。
电机的效率通常根据经验数据来确定。
根据车辆的额定扭矩和转速，可以计算轮毂电机的扭矩。
通常，扭矩计算公式如下：T=Tn/η其中，T为实际扭矩，Tn为车辆的额定扭矩，η为电机的效率。
五、电机转速计算根据车辆的最高速度和车轮直径，可以计算轮毂电机的转速。
转速计算公式如下：N=V/(πd)其中，N为电机的转速，V为车辆的最高速度，d为车轮直径。
六、电机电压计算根据车辆的功率需求，可以计算轮毂电机的电压。
电压计算公式如下：U=P/I其中，U为电机的电压，P为电机的功率，I为电机的电流。
电机电流通常通过电机的额定电压和额定功率来确定。
七、电机效率计算根据车辆的功率需求，可以估算轮毂电机的效率。
效率计算公式如下：η=P/(UI)其中，η为电机的效率，P为电机的功率，U为电机的电压，I为电机的电流。
在进行设计计算后，还需要选择合适的电机类型，常见的包括直流无刷电机、永磁同步电机和感应电机。
选择电机类型时需要考虑功率、效率、转速范围等因素。
总结：轮毂电机的设计计算是根据车辆的功率需求、转速和扭矩来确定电机的参数。
机械设计中电机和减速机的选型
一、概述在机械设计中，电机和减速机的选型是非常重要的环节。
电机作为驱动力的来源，而减速机则能够提供合适的速度和扭矩输出，两者的选型直接影响到机械设备的性能和效率。
对于工程师而言，正确的选型是必不可少的。
本文将从电机和减速机的选型原则、计算方法以及实际应用等方面进行探讨。
二、电机的选型1. 负载特性在选型电机时，首先需要对负载特性进行充分的了解。
负载特性包括负载类型、负载惯性、负载的起动和工作过程中的变化等。
根据负载的特性来选择合适的电机类型，如直流电机、异步电机或者同步电机。
2. 额定功率和转速根据设备的实际工作需求，选择合适的额定功率和转速。
一般来说，额定功率要略大于负载的需求，以保证电机的稳定工作。
转速的选择要满足设备的运行速度要求。
3. 工作制度工作制度是指电机在工作中的连续工作时间和启动次数等。
根据不同的工作制度来选择适合的电机，以确保电机在长时间工作中不会过载或损坏。
4. 环境条件环境条件包括温度、湿度、海拔高度等因素。
这些因素会影响电机的散热和绝缘性能。
在特殊环境下，需要选择防爆、防水或者耐高温的电机。
5. 综合考虑在进行电机选型时，需要综合考虑以上因素，并结合实际情况做出合理的选择。
还需要考虑电机的可靠性、维护便捷性以及成本等因素。
三、减速机的选型1. 驱动装置根据需要驱动的设备来选择适合的减速机，一般可选择齿轮减速机、蜗轮减速机或行星减速机等。
2. 输入输出参数减速比是决定减速机输出转速和扭矩的重要参数。
在选型时需要根据设备的工作要求来确定减速比，以保证输出参数满足要求。
3. 工作制度和环境条件与电机选型相似，减速机的工作制度和环境条件也需要充分考虑。
特别是一些高温、潮湿、粉尘大的环境下，需要选择耐受恶劣条件的减速机。
4. 安装方式和结构减速机的安装方式和结构也会影响选型。
根据设备的安装空间和特殊要求来选择合适的减速机结构和安装方式。
5. 综合考虑综合考虑以上因素，选择合适的减速机类型和规格，以确保设备在工作中能够稳定高效地运行。
电机扭矩计算
电机扭矩计算1、系统构成：变频器控制电机，电机接蜗轮蜗杆升降机；2、两组系统举升约最大250kg负载，举升形成300mm；3、蜗轮蜗杆升降机丝杆的升降速度最大200mm/min；4、启停时平稳，加减速距离50mm，加减速时间5；小弟咨询的电机为4极异步电机550w和750w两种，550w扭矩3.75N.M，750w扭矩5N.M，请大侠们指点，如何选择电机的扭矩。
一、重物转动惯量：JW=F某(PB/2/3.14)^2(kg.cm^2)二、丝杆转动惯量:JB=MB某(DB^2)/8(kg.cm^2)三、折算到电机轴上的转动惯量：JL=(JW+JB)/R^2(kg.cm^2)JL/(R^2)<=3JD验算减速比Jω=F.v(N.m)F.v=F.r(N.m)其中:PB丝杆螺距；DB丝杆直径；R减速比；v速度；计算时要考虑传动效率与单位换算比如转动惯量单位(kg.cm^2)换算成(kg.m^2)感谢各位的回复，虽然1楼大侠给出了详细的公式，但是小弟有两处还略有不懂。
1、小弟需要计算电机的扭矩，最终确定电机的型号；2、JD是什么参数；3、Jω=F.V=F.r中ω.V.r分别表示什么参数；4、蜗轮蜗杆升降机选择SWL2.5的小弟新人，请不吝赐教哦！！现在把结构简图发出来，方便大家分析问题，越详细越喜欢的哦！！想问的重点是这套系统选择550w、3.75N.M 扭矩的电机可以吗？JD电机转动惯量扭矩T＝Jω=F.vJ折算的转动惯量ω角速度ω=2πn/60n转速v速度你这个系统中还要折算减速箱的转动惯量；此系统550W电机足够了。
考虑传动效率：丝杆0.8，蜗箱0.8T=F.PB/2π/R/η=200某9.8某6/6280/24/0.8/0.8=0.12N.m加速转矩：假设加速时间3秒a=1440某PB/60/3=46.7/^2Ta=F.PB/2π/R/η=200某6某46.7/6280/24/0.8/0.8=0.59N.m伺服电机有直流、交流之分，一般来说选择合适的伺服电机要根据机器的负载大小和速度来选一、进给驱动伺服电机的选择1.原则上应该根据负载条件来选择伺服电机。
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驱动轮电机用于驱动 AGV 的运行，包括AGV 的直行及差速转弯。
在选择电机时，我们通常需要计算出电机的额定功率、额定转矩、额定转速等[28]。
而在驱动电机的参数计算之前首先需要明确 AGV 的各项设计要求，如表3-1 所示。
3.1.1 电动机的选择
1. 驱动力与转矩关系
AGV 在地面行驶时，轮子与地面接触，AGV 克服摩擦力向前行驶，电机输出转矩Tq 为小车提供驱动力。
而Tq 经减速机减速后得到输出转矩Tt 输出至驱动轮，输出转矩Tt 为：
q t g T i T η=
式中 g i ——减速机减速比；
q T ——电机输出转矩；
t T ——输出转矩；
η——电机轴经减速机到驱动轮的效率。
驱动轮在电机驱动下在地面转动，此时相对于地将形成一个圆周力，而地面对驱动轮也将产生一个等值、反向的力t F ，该力即为驱动轮的驱动力[29] 。
驱动力为：
q
q
q t g t R T i R T F η=
=
式中
q R ——驱动轮的驱动半径。
由于驱动轮一般刚性较好，视其自由半径、静力半径、滚动半径三者相同，均为q R 。
2. 驱动力与阻力计算
小车在行驶过程中要克服各种阻碍力，这些力包括：滚动阻力f F 、空气阻力w F 、
坡度阻力r F 、加速度阻力j F 。
这些阻力均由驱动力t F 来克服，因此：
j r w f t F F F F F +++=
(1) 滚动阻力f F
滚动阻力在 AGV 行驶过程中，主要由车轮轴承阻力以及车轮与道路的滚动摩擦阻力所组成，f F 大小为：
fg fz f F F F +=
式中
fz F ——车轮与轴承间阻力；
fg F ——车轮与道路的滚动摩擦阻力。
其中，车轮轴承阻力fz F 为：
N 6.3200
48
015.010002
/2
/fz =⨯⨯
===D
d
P
D d P
F μμ
式中 P ——车轮与地面间的压力，AGV 设计中，小车自重m 为100kg ，最大载
重量m ax M 为200kg ，因此最大整车重量为300kg ，一般情况下，AGV 前行过程中，有三轮同时着地，满足三点决定一平面的规则，各轮的压力为P =1000N [30]；
d ——车轮轴直径，驱动轮在本次设计中选择8寸的工业车轮，即d=48mm ；
D ——车轮直径，查文献[40]可知，驱动轮在本次设计中选择8 寸的工业车轮，即D =200mm ；
μ——车轮轴承摩擦因数，良好的沥青或混凝土路面摩擦阻力系数为0.010—0.018，μ =0.015。
车轮与道路的滚动摩擦阻力fg F 为：
N 15015.01000fg =⨯==Qf F
式中 Q ——车轮承受载荷，Q =1000N ；
f ——路面摩擦阻力系数，f =0.015。
则：
N 6.18fg fz f =+=F F F
(2) 空气阻力w F ：
空气阻力是 AGV 行驶过程当中， 车身与空气间形成了相对运动而产生于车身上的阻力，该阻力主要由法向力以及侧向力两部分组成。
空气阻力与AGV 沿行驶方向的投影面积以及车身与空气的相对运动速度有关， 但由于AGV 工作于
室内，基本工作环境中无风，且速度不快，同时 AGV 前后方的投影面积均不大，因此认为空气阻力0≈w F [31]。
(3) 坡度阻力r F ：
AGV 所实际行驶的路面并非理想化绝对平整，而是存在一定的坡度[32]，当 AGV 行驶到该坡度处时，重力将产生一个沿着坡度方向的阻力，这个阻力就被称之为坡度阻力r F ，表达式为：
αsin r G F =
式中 G ——AGV 满载总重量； α——最大坡度。
在 GB/T 20721-2006“自动导引小车国标”中表示：路面坡度（H/L ）定义为在 100mm 以上的长度范围内，路线水平高度差与长度的最大比值，路面坡度的最大比值需要小于 0.05（含 0.05），对于 AGV 精确定位的停车点，路面坡度需要小于 0.01（含 0.01）[33]。
取坡度：
︒≈==86.205.0arctan 05.0/）（L H
因此：
N 15086.2sin 3000sin r ≈︒⨯==αG F
（4） 加速度阻力j F ：
小车加速时，需克服总体质量产生的惯性力，这个惯性力即为加速度阻力j F 。
质量可分为平移质量和转动惯量，前者将产生惯性力，后者将产生惯性力矩
[34]。
一般情况下，将转动惯量换算成平移质量后再带入计算，加速度阻力计算式
为：
m ax j ma F δ=
式中 δ——旋转惯量换算系数；
m ——满载总质量。
δ的值应该根据试验旋转部件的转动惯量（包含主动轮与从动轮）后进行计
算。
但在一般满载情况下，查文献[40]可取 δ=1.04，根据设计要求
2max m/s 5.0=a 。
因此，加速度阻力为：
N 1565.030004.1max j =⨯⨯==ma F δ
总驱动力为：
N 6.3241561506.18j r f =++=+++=F F F F F w t
3. 确定电机功率与转矩 (1) 估算电机功率
电机驱动功率的计算公式为：
W 19185
01
6324211max ≈⨯⨯==
..ηv F n P t
式中
n ——驱动电机的数量，本次设计中小车为差速驱动方式，可知 n =2； η——电机到驱动轮的总效率，
以电机输出轴到驱动轮的总效率为0.85，即85.0=η。
（2） 估算电机转矩
差速驱动，AGV 拥有两台电机用于驱动。
因此，每台电机转矩的计算公式为：
)2/(q ηg t i R F T =
97.0=η，30g =i ，将相关参数带入上式得 m N 56.0⋅≈T 。
4. 驱动电机的选型
根据上一节的计算，我们得知，电机估算参数为： 电机功率
W 191≈P
电机转矩
m N 56.0⋅≈T
减速机减速比
30=g i
因此折算电机的最高转速n
r/min 28662
.014.330
60max ≈⨯⨯=
=
D
i v n g
π
式中
m ax v ——小车的最高行驶速度，min /m 60max =v ；
D ——车轮直径，m 2.0=D 。
根据上述，选择弗朗克电子的永磁无刷直流减速电机，型号为FBL-92H25301RS ，其技术参数如表3-2所示。
该减速电机体积小、重量轻、力量大，无极调速，过载能力强，并且免维护。
表3-2 FBL-92H25301RS 永磁无刷直流减速电机参数。