直线电机参数教程文件
直线电机参数计算详解
直线电机参数计算详解直线电机参数计算直线电机业专家------内最齐全的产品线-------上舜直线电机模组。
1.直线电机的选型包括最大推力和持续推力需求的计算以及加速度的相关计算。
2.最大推力由移动负载质量和最大加速度大小决定。
推力=总质量*加速度+摩擦力+外界应力例子：（假定摩擦力和外界应力忽略不计）当移动负载是2.5千克（包括动子），所需加速度为30m/s2时，那么电机将产生75N的力。
3.通常，我们不知道实际加速度需求。
但是，我们有直线电机运行时间要求。
给定运动行程距离和所需行程时间，便可以此计算出所需的加速度。
一般，对于短行程来说，我们推荐使用三角型速度模式（无匀速），长行程的话，梯形速度模式会更有效率。
在三角型速度模式中，电机的运动无匀速段。
4.三角模式，加速度为A = 4 * S/ T25.梯形模式，预设匀速度可以帮助决定加速度。
加速度=匀速/（运动时间--位移/匀速）6.相类似的，计算减速度大小与计算加速度相类似。
除非存在一个不平衡的力（重力）作用在直线电机上。
7.通常为了要维持匀速过程 (cruising)和停滞阶段 (dwelling)，摩擦力和外界应力的施力也需要计算。
注：为了维持匀速，直线电机会对抗摩擦力和外界应力。
直线电机上伺服停滞时则会对抗外界应力。
8.计算持续推力公式如下：RMSForce=持续推力Fa = 加速度力Fc = 匀速段力Fd = 减速度力Fw =停滞力Ta = 加速时间Tc = 匀速时间Td = 减速时间Tw = 停滞时间9.根据最大推力和持续推力选择一个电机。
客户应该将安全系数设为20-30%以便将摩擦力和外界应力抵消为0,即总值正常应*1.3来保证安全性。
10.举个例子，一个应用中，直线电机需要在三角模式下让电机在0.2秒内，让4KG的负载移动0.3米。
直线电机在同行程中返程前停滞时间为0.15秒。
假设摩擦力和其他不平衡力不存在。
加速度=减速度=4*0.3、（0.2）^2=30m/s2最大推力=加速度力=减速度力=负载*加速度=4*30=120N持续推力=假如安全缓冲系数设为30%，通过选型，合适的直线电机电机就可以选出来了11.电机选型软件自动计算处理过程。
直线电机调试学习资料
初级： 1FN3900-3WB00-0BA1
N ---- continuous load type 连续负载型 W ---- peak load type 峰值负载型
直线电机安装
实际安装现场
次级
120
100
80
60
40
20
00100来自200300400
Motor current as a %of the rated current
1FN3
例如Fmax为260N的1FN3电机, 期额定引力为760N. 带次级盖的1FN3电机的额定空气间隙为1.3mm.
根据电机的过载能力,可以将电机分为峰值负载与连续负载两 种类型.
直线电机调试注意事项
• 在装有绝对光栅尺的情况下, 编码器数据可以在线识别. • 运行电机之前, 要进行磁极位置识别. • 一托二：即一个电机控制模块控制两个电机。依据一个电机的识别过程作两次，注意
两个电机的换向角的差值不能够大于10º，否则依据一个电机的机械位置调整另外一个 电机的机械位置直至两个电机的换向角的差值小于10º。 • 运行电机之前, 增加软限位或者硬限位功能.
尔元件的位置要根据订货号的不同安装在出线侧或者是非出线侧. 安装的位置距离磁极极点要为极 距的整数倍. 另外, 霍尔元件安装的水平位置也有要求. • 霍尔元件盒不能随意调整方向.
• 初级与磁极要保证在一定的距离范围, 通常为1mm左右.
无论是串联还是并联, 两个初级的安装需要相差极距的整数倍
Δsb = n ‧ 2τM with n = 0, 1, 2, … Δsb = Δx + n ‧ 2τM with n = 0, 1, 2, …
直线电机调整及参数设定
直线电机安调步骤技术课：黄辉一、方向判断1、直线电机的正向判断：1）线圈移动型（动力电缆的反方向为正向）：2）磁板移动型（动力电缆的同向为正向）：2、光栅尺的正向判断：1）观察光栅尺主体标记（heidenhaim字样）的方法2）通过位置画面观察准备工作：修改参数2022=111，同时断开直线电机三相动力线手动推动直线电机，POS画面显示坐标值增大的方向即为光栅尺的正向。
3、调整动力线相序当上述直线电机的正向和光栅尺的正向不一致时，必须调整直线电机的动力线进行适应，以保证两者方向相同。
步骤如下：二、参数设定：1、设定平台：系统：31i+PANEL i伺服软件版本：90E3直线电机：Lis15000C2/3HV（磁板宽度60mm，水冷）光栅尺：海德汉LC193F（分辨率0.01um），绝对光栅尺系统检测单位：0.1um（1013#1=1：IS-C，可根据实际需要调整设定）2、参数设定步骤：设定步骤（1）：电机初始化1）初始化位：P2000#0=12）AMR设定：P2001=03）移动方向：P2022=111/-111（根据实际需要）4）电机代码：P2020=3915）直线电机有效位：P2010#2=1设定步骤（2）：伺服参数设定1）速度脉冲数设定：P2023=3125/16/分辨率（um）=19531（可近似取整）2）位置脉冲数设定：P2024=625/分辨率（um）=62500（超出32767）故可设定P2024=6250，P2185=103）忽略a编码器断线报警：P2013#7=14）设定AMR变换系数：P2112和P2138方法一：仅使用P2112的情况（当计算结果为整数时可使用）P2112=磁板长度（mm）/分辨率（um）=6000，P2138=0 方法二：两者均使用的情况（适用于任何情况）：磁板长度（mm）×1000/分辨率（um）=P2112×2P2138计算得出：P2112=46875（超出32767），P2138=7故最终设定：P2112=23438（四舍五入），P2138=8 5）设定柔性齿轮比：P2084和P2085FFG=分辨率（um）/检测单位（um）=0.01/0.1=1/10设定步骤（3）：磁极位置检测（在进行该步骤前，先保证直线电机可以动作）：1）磁极位置检测功能有效：P2213#7=12）AMR偏执有效：P2229#0=13）编写梯形图将G135的对应位强制为1，磁极位置检测开始4）磁极位置检测完成之后，系统自动将偏置参数写入P2139 设定步骤（4）：过热参数设定：对于水冷型直线电机，需要修改如下参数（自冷型初始化设定即可）1）OVC报警参数POVC1：P2062=325632）OVC报警参数POVC2：P2063=25573）OVC报警参数POVCLMT：P2065=76014）电流频率参数RTCURR：P2086=20295）停止时OVC倍率OVCSTP：P2161=140设定步骤（5）：绝对编码器设定1）绝对编码器有效：P1815#5=12）绝对零点建立：P1815#4=1（需安装具体步骤和实际情况设定）。
DMC-9940直线电机调试指南
入门指南We M o v e t h e Wo r l dDMC-9940Manual Rev. 1.0cBy Powerly Motion TechnologiesRev 06-03第一章简介-----------------------------------------------------------------------------------------------错误！未定义书签。
一. 楔子--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------2二. 推荐 DMC-9940-----------------------------------------------------------------------------------------------------------2三. 介绍 DMC-9940-----------------------------------------------------------------------------------------------------------2 第二章快速入门-----------------------------------------------------------------------------------------错误！未定义书签。
一. 所需的组件:----------------------------------------------------------------------------------------------------------------5二. 安装:-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------5三. 使用软件：-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------7 第三章硬件连接-----------------------------------------------------------------------------------------错误！未定义书签。
汇川驱动器直线电机调试说明书
直线电机调试简易说明书一、接线说明强电接线端子分配：CN1信号分配图：脉冲信号说明CN1接线示例图（以位置控制模式为例）：编码器端口说明：通信连接线说明：二、调试步骤1.打开IS_Opera3.12后台软件，出现一下提示窗口选择Y，则软件自动搜索RS232串口；选择N，则根据用户实际使用的串口进行设置：然后点击“打开串口”即可完成通信连接。
出现以下提示窗口时，直接点击“确定”。
打开IS_Opera3.12后台软件之后，还没有通信连接的，可以从菜单栏点击“开始”→“连接串口”进行通信连接。
2.确认参数数据库为IS620P_Linear_V7.2.mdb。
确认软件版本：驱动器H00.02非标型号为663.01或以上版本，MCU版本号H01-00为7.2，FPGA版本号H01-01为4.1。
3.点击，在参数H02-41输入厂家密码：1430，然后点击。
注意，只有参数H02-41一项打“√”。
出现以下提示窗口，点击“确定”即可。
4.点击，然后点击选中驱动器全部参数，如图所示：点击，读取驱动器全部参数。
参数读取完成后，点击，取消勾选驱动器全部参数。
点击，修改电机参数，然后点击将电机参数写入驱动器。
写入参数时的登录名：admin，密码：admin。
后面驱动器所有参数的写入都使用来写入。
输入用户名和密码之后，点击“确定”。
登录成功，点击“确定”。
点击“确定”，开始写入参数。
参数可以一个个勾选和取消勾选，也可以用以下方法进行勾选和取消勾选：点击鼠标右键，出现菜单：点击“本页全选”或者“本页取消”即可。
同样，利用这个菜单也可以实现参数的读取或者写入。
电机参数说明：H00-00：电机型号设为65535；H00-11：连续电流，单位：0.01A；H00-12：连续推力，单位：0.01N；H00-13：峰值电流，单位：0.01A；H00-14：额定速度，单位：mm/s（如果电机未标注，设置为3000）；H00-15：最大速度，单位：mm/s（如果电机未标注，设置为3000）；H00-16：动子质量，单位：g；H00-17：永磁同步电机极对数：1；H00-18：定子电阻，也称相间电阻，单位：0.001Ω；H00-19：定子电感Ld，也称相间电感，单位：0.01mH；H00-20：定子电感Lq；也称相间电感，单位：0.01mHH00-21：线反电势系数，单位：mV/m/s；H00-22：转矩系数，也叫推力常数，单位：0.01N/A；H00-23：电气常数，单位：0.01ms（如果电机未标注，写入出厂默认值）；H00-24：电机常数，单位：0.01N/W2（如果电机未标注，写入出厂默认值）；H00-30：编码器选择：0x30-直线光栅尺；H00-31：直线电机N-S极距，单位：0.1mm（为N-N极距/2）；H00-32：光栅尺分辨率，单位：0.01um。
T1-直线电机速度调节说明
➢ 速度相关的因素
简单来说，电机也是一个电路系统，输 入功率和输出功率平衡。
简单等效：
输入电压Vbus = R*i+L* di/dt + ke*v
反电压ke*v：
电压矢量图
由于电动机也可以作为发电机用，电机在旋转以后会产生发电电压，回馈给电源母线。
电机固定特性参数ke。V越大，反电压就越大。当母线电压Vbus固定，就限制了v的输出。
t/s 电机运动电能状态
如图是电动巴士和电动轿车控制系统，其中蓄电池类似驱动器内部的电容， 再生制动控制一般包含电阻，来消耗来不及对电池充电的多余电能。
一般高速大负荷系统都是用高压供电，以提高运行速度。
➢ 通用做法
制动电阻的使用在伺服控制领域是通用做法。用来提高速度和保护电路。
Siemens 驱动
为了提高V，要么提升母线电压也就是驱动器的供电电压，要么把超过的电压释放掉。
当伺服电机由发电机模式驱动时，电力回归至伺服放大器侧，这被称为再生电力。再 生电力通过在伺服放大器的平滑电容器的充电来吸收。超出可以充电的能量后，再用再 生电阻器消耗再生电力。也就是制动电阻用来消耗电机减速制动发电段产生的超过驱动 器吸收能力的电力。
由于直线电机的高速度要求，在由匀速减速过程中发出超量的电压由电阻吸收。用来 保护驱动器和保持系统的功率平衡。特别对于大负载、高速应用的场合。
➢ 电压矢量
电压矢量图描述的电压闭环理论推导：
➢ 示例
V/(m/s)
加速匀速 电动阶段 消耗能量
减速制动 发电阶段 输出能量
Vbus/v
400 320
t/s 制动电阻放电区间 （母线电压超过阀值时）
➢ 直线电机系统中使用制动电阻的作用
英威腾SV-DA200系列交流伺服驱动器直线伺服电机技术指南说明书
技术指南SV-DA200 系列交流伺服驱动器——直线伺服电机目录目录 (1)1直线电机专用型驱动器命名 (2)2直线电机调试 (3)2.1 端子接线 (3)2.2 参数设置 (3)2.3 电机相序选择 (3)2.4 磁极检测 (4)1直线电机专用型驱动器命名标识 标识说明 命名举例① 产品类别 SV ：伺服系统产品 ② 产品系列DA200：产品系列 ③ 功率等级0R1：100W 0R2：200W 0R4：400W 0R7：750W 1R0：1.0kW 1R5：1.5kW 2R0：2.0kW 3R0：3.0kW 4R4：4.4kW 5R5：5.5kW④ 输入电压等级 2：220VAC 4：400VAC ⑤伺服类型E ：脉冲型 S ：标准型C ：CANopen 总线型 N ：EtherCAT 总线型 ⑥ 编码器类型 0：增量型光栅尺 ⑦直线电机专用号00Z0：直线电机专用号不同机器类型功能区别：驱动器类型 符号 脉冲 输入 16位 模拟量输入第二 编码器STO RS485CANopen EtherCAT增量型光栅尺脉冲型 E0 ○ × ○ ×○ × × ○ 标准型 S0 ○ ○ ○ ○ ○ × × ○ 总线型C0 × × ○ × × ○ × ○ N0× × ○×××○○注：表中“○”表示有此功能，“×”表示无此功能。
2直线电机调试2.1 端子接线SV-DA200伺服驱动器支持差分输入正交A/B/(Z)信号光电式编码器，最高输入3M lines/sec，将此信号接在主编码器接口-CN2端口，CN2的正面示意图如下，CN2端子各引脚接线定义及功能描述见下表。
CN2端口功能表引脚号名称功能备注1 V+/SD+ 并行编码器V+/串行编码器数据+2 W+ 并行编码器W+信号3 A+ 并行编码器A+信号4 A- 并行编码器A-信号5 5V 编码器电源6 U+ 并行编码器U+信号7 V-/SD- 并行编码器V-/串行编码器数据-8 W- 并行编码器W-信号9 B- 并行编码器B-信号10 B+ 并行编码器B+信号11 U- 并行编码器U-信号12 GND 电源地13 Z- 并行编码器Z-信号14 Z+ 并行编码器Z+信号15 - 未使用2.2 参数设置在运行之前，需要设置直线伺服电机参数，具体数值可以从直线电机厂家的相关数据手册中查找，请将参数设置在P8.00-P8.14对应的参数中，并设置如下表格中参数。
GTHD直线电机调试方法总结_G
GTHD带直线电机的调试方法GTHD参数设置和调试流程.pdf驱动器：GTHD-XXX-2A-AP-1-LM（LM表示直线电机，Linear motor）一定要选用支持直线电机的驱动光栅尺：分辨率1um A+B无霍尔信号电机：以划红线参数为例1 通过驱动器的串口连接线连接驱动按照电机表格中参数填写直线电机配置电机名称：CE133B12电机图片：可不填电机峰值电流：55.8 Arms （注意单位）电机持续电流：8.2 Arms （注意单位）电机最大转速：3000 mm/s （注意单位）电感：1 mH （电机参数没有提供先随便填写一个）电机电阻：1 ohm （电机参数没有提供先随便填写一个）直线电机扭矩常数：70N/Arms （注意单位）转子线圈质量：10 KG（注意：表格中为24Kg，因为GTHD驱动最大可填写10KG 所以超过10KG的就填10KG即可，不影响使用。
如果写入24KG会报错）电机节距：48 mm （咨询电机厂商）相当于旋转电机旋转一圈所走的距离。
2 设置反馈参数编码器类型根据实际应用选择，本例中如上图所示，没有霍尔信号所以选择A+B，在使能的时候进行寻相。
因为磁极距为48mm 根据光栅尺分辨率1um,所以1mm=1000um 48*1000=48000 线数/磁矩。
寻相方式：平滑启动寻相电流：持续电流的30%~50%初始化时间：10ms初始化增益: 0.5在写入电机参数时还需注意一个参数：thermode电机超温模式，需要设为3（忽略温控输入）。
最后把参数写入驱动器即可(以下内容参考GTHD参数设置和调试流程说明文档，跟调试旋转电机方法一致) 3 进入反馈界面寻找相位过程里面：方式：4 平滑启动编码器初始化电流：2A初始化时间：10 ms 编码器初始化增益： 0.5设置好点击寻找相位角，正常电机会使能成功，如果失败则增大电流或者编码器初始化增益。
编码器模拟：模式选择 2 分辨率 48000/4=12000 lpr 此参数控制编码器反馈功能。
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直线电机参数
介绍直线电机参数和选型
1.最大电压( max. voltage ph-ph) ———最大供电线电压，主要与电机绝缘能力有关；《版权声明：本文由整理提供，部分内容来源于网络，如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。
》
2.最大推力(Peak Force) ———电机的峰值推力，短时，秒级，取决于电机电磁结构的安全极限能力；《版权声明：本文由整理提供，部分内容来源于网络，如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。
》
3.最大电流(Peak Current) ———最大工作电流，与最大推力想对应，低于电机的退磁电流；
4.最大连续消耗功率(Max. Continuous Power Loss) ———确定温升条件和散热条件下，电机可连续运行的上限发热损耗，反映电机的热设计水准；
5.最大速度(Maximum speed) ———在确定供电线电压下的最高运行速度，取决于电机的反电势线数，反映电机电磁设计的结果；
6.马达力常数(Motor Force Constant) ———电机的推力电流比，单位N/A或
KN/A，反映电机电磁设计的结果，在某种意义上也可以反映电磁设计水平；
7.反向电动势(Back EMF) ———电机反电势（系数），单位Vs/m，反映电机电磁设计的结果，影响电机在确定供电电压下的最高运行速度；
8.马达常数(Motor Constant) ———电机推力与功耗的平方根的比值，单位N/√W，是电机电磁设计和热设计水平的综合体现；
9.磁极节距NN(Magnet Pitch) ————电机次级永磁体的磁极间隔距离，基本不反映电机设计水平，驱动器需据此由反馈系统分辨率解算矢量控制所需的电机电角度；
10.绕组电阻/每相(Resistance per phase)———电机的相电阻，下给出的往往是线电阻，即Ph－Ph，与电机发热关系较大，在意义下可以反映电磁设计水平；11.绕组电感/每相(Induction per phase) ———电机的相电感，下给出的往往是线电感，即Ph－Ph，与电机反电势有关系，在意义下可以反映电磁设计水平；
12.电气时间常数(Electrical time constant) ———电机电感与电阻的比值，L/R；
13.热阻抗(Thermal Resistance) ———与电机的散热能力有关，反映电机的散热设计水平；
14.马达引力(Motor Attraction Force) ———平板式有铁心结构直线电机，尤其是永磁式电机，次极永磁体对初级铁心的法向吸引力，高于电机额定推力一个数量级，直接决定采用直线电机的直线运动轴的支撑导轨的承载能力和选型。
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》
直线电机的选型首选推力速度，然后看连续消耗功率、热阻和散热方式和条件等，再次看供电电压和电流，对快速性有要求还要看电气时间常数。
个人意见，最最反映直线电机性能水平的是推力平稳性、电机常数和热阻，不过推力平稳性指标多数厂家未必会直接给出。
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电机的推力系数以出力电流比来标示，比如N/A，Nm/A《版权声明：本文由整理提供，部分内容来源于网络，如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。
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反电势系数用电压速度比来标示，比如V/(m/s)，V/(rpm)等《版权声明：本文由整理提供，部分内容来源于网络，如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。
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以电机的机电转换公式可以推导出其间的关系，具体过程如下：《版权声明：本文由整理提供，部分内容来源于网络，如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。
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直线电机的机械输出功率为Pm＝F*v ＝Cm*I*v，其中Cm为推力系数，I为电流，v为电机运行速度《版权声明：本文由整理提供，部分内容来源于网络，如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。
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电机电气消耗功率中的电磁转化功率为：Pe＝ε*I＝Ce*v*I，其中Ce为反电势系数，v为电机运行速度， I为电流《版权声明：本文由整理提供，部分内容来源于网络，如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。
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令Pm＝Pe，则有Cm*I*v＝Ce*v*I，从而可以导出Cm=Ce，以此可以标1，的ε视同为直流系统的反电势；《版权声明：本文由整理提供，部分内容来源于网络，如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。
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考虑Pe＝3ε*I，即ε为相反电势，则可以标为3；《版权声明：本文由整理提供，部分内容来源于网络，如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。
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考虑Pe＝sqrt(3)*ε*I，即ε为线反电势，则可以标为sqrt(3)，即1.732；《版权声明：本文由整理提供，部分内容来源于网络，如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。
》
给出的ε是幅值而非有效值，则还除sqrt(2)，则有1.732/1.414=1.225《版权声明：本文由整理提供，部分内容来源于网络，如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。
》
再次请教波恩兄几个问题，小弟再做永磁同步直线电机的驱动，有几个问题还不是很清楚，希望能赐教
1，所选永磁同步直线电机的参数里有连续电流（continuous current）为
10.3A。
由于该电机反电动势为正弦波，因此，采用正弦电流驱动，请问这个连续电流是正弦电流的幅值还是有效值？也就是说，推力与力常数的比值是电流的有效值还是幅值？
3，根据反电动势常数计算得到的反电动势是幅值还是有效值？
2，另外，电机所消耗的功率如何计算？我是按照电阻及反电动势分别计算
即三相电阻消耗的功率为：I*I*R*3，I为每相电流有效值，R为相电阻
反电动势消耗的功率为：1.732*每相反电动势*相电流
电机消耗的总功率为电阻及反电动势消耗的功率相加
不知道以上计算对不对？谢谢！
再次请教波恩兄几个问题，小弟再做永磁同步直线电机的驱动，有几个问题还不是很清楚，希望能赐教
1，所选永磁同步直线电机的参数里有连续电流（continuous current）为10.3A。
由于该电机反电动势为正弦波，因此，采用正弦电流驱动，请问这个连续电流是正弦电流的幅值还是有效值？也就是说，推力与力常数的比值是电流的有效值还是幅值？
3，根据反电动势常数计算得到的反电动势是幅值还是有效值？
2，另外，电机所消耗的功率如何计算？我是按照电阻及反电动势分别计算
即三相电阻消耗的功率为：I*I*R*3，I为每相电流有效值，R为相电阻
反电动势消耗的功率为：1.732*每相反电动势*相电流
电机消耗的总功率为电阻及反电动势消耗的功率相加
不知道以上计算对不对？谢谢！
直线电机原理
大族激光精密机电LMCF系列平板直线电机
二、直线电机与传统旋转电机相比其应用优势
1.速度快，加速度大；
2. 精度高；
3.无机械磨损，寿命长；
4. 传动系统结构简单，效率高；
5. 噪音低，运行安静。
直线电机与传统旋转电机各参数比较：。