电机类型选择

• 对于小型电动机
• 对于具有连续操作的非常小的电流和电压

• 对于较大的电动机
• 对于更高的电流
• 用于启停和换向操作中频繁的峰值电流

• 粉丝
• 简单的泵

• 操作设备中的伺服驱动器
• 馈线系统,机器人
• 演习,螺丝刀

• 降低成本
• 低可听噪声级
• 损耗较低，较低载荷电流

• 更高的成本
• 更高可听噪音级
• 更大的损失，更高的无负载电流

• 少数零件，施工简单
• 刷预加载

• 更复杂的建筑
• 刷接触引线
• 刷子安装在轴上并用弹簧压靠换向器

• 载体材料:弹簧青铜
• 触点材料:银合金(有的金合金)
• 电阻非常低

• 添加铜的石墨（约50％）以降低刷电阻
• 用纯拍照刷的最大经营寿命

• 低，恒定的接触电阻
• 小接触面
• 对电弧非常敏感，因此CLL的电容阻尼

• 取决于换向器的表面(铜绿)
• 良好的电气接触仅在更高的电流下
• 对中等刷子的敏感性较少（不需要CLL圆盘）

• 特殊换向器润滑剂润滑

• 没有润滑
• 石墨和空气中的水分起到润滑剂的作用

• 银合金
• 表面抛光或涂层

• 铜合金
• 表面在车床上进行完美的调理(同心度，清洁度和表面纹理)

示例:电机类型的选择(换向和轴承系统)

用于定位的线性轴

生产电器通常配备无刷电机，可保证长时间的操作寿命，最低维护。由于这些驱动器是精确的控制，因此电子换向的额外成本仅在选择过程中仅具有边际意义。典型的操作条件是在旋转方向上的起动运动，循环时间几秒钟和圆形时钟。

评估，换向，轴承系统：

• 在工作时间和负载循环次数方面要求非常长的预期寿命
• 在两个旋转方向上的循环运动
• 操作寿命只能实现无刷EC电机和预加载球轴承-通常结合反馈传感器

广告牌驱动器

广告牌以指定间隔旋转和更改的广告牌引起注意，并使其可以在单个空间中显示多个广告。典型的操作要求是：围绕时钟开始 - 停止操作，周期时间为10秒（例如，2秒，8秒关闭）。经营寿命为10年，这增加了大约3000万个占空比，总适时为17,500小时。

评估，换向，轴承系统：

• 需要运行寿命很长
• 在两个旋转方向上的循环运动
• 寿命预期可能只能实现无刷换向(EC电机)和预加载球轴承
• 必须考虑与陶瓷齿轮头的组合用于负载的低速
• 注意控制系统:电机霍尔传感器反馈用于换向可能是足够的定位，给一个足够高的齿轮减速比

电动机绕组选择

为选定的电机类型找到合适的绕组意味着理解在绕组系列中变化的电气特性。绕组选择过程的目标是实现电气和机械功率方面的最佳匹配。

速度扭矩线描述了在给定的电动机电压下电动机的可能的操作状态（工作点）U_MOT.．在DC和EC电动机上，该特征线在标准图（速度与扭矩）中表示为从无加载速度运行的线性关系n₀(扭矩0)到失速扭矩米_H（速度0）。它遵循等式：n =k_n•U_MOT.- Dn/DM•M，其中D>n/DM为速度-扭矩线和的斜率k_n是电机的速度常数。

速度-扭矩线描述了电机如何随着负载的增加而逐渐变慢，直到最终在失速扭矩处停止。从扭矩的角度来看，电机显示最大扭矩在失速，而且它转得越快，它产生的扭矩就越少。

在电机目录中，电压相关值通常在额定电压下给出U_N（被理解为参考电压），这不一定电动机必须操作电压。施加电动机电压的影响U_MOT.在速度扭矩线上是一个平行的偏移：在较高电压下向上升高，在较低电压下向下。斜坡保持不变。相应的空载速度和失速扭矩偏移。使用施加的电动机电压和速度常数轻松计算空载速度：n₀＝k_n•U_MOT.．注意，电动机速度和施加电压之间的简单关系仅在空载操作时有效。

例如，maxon电动机各绕组的特征线，以其特定的额定电压表示。选择额定电压是为了使所有不同绕组的空载速度相似。如果我们在相同的电机电压下画出所有这些特征线，我们会得到一组平行直线的图表。这是因为给定电机类型的所有特征线的斜率或梯度值大致相同，即使在不同的速度常数(k_n）.

速度扭矩线的斜率或坡度是电机性能的一种度量。斜率值较低的平坦速度-扭矩线对应的是功率较大的电机，其速度仅随负载增加而略有变化。功率较小的电机有一个陡峭的速度-扭矩线与相应的较高的斜率值。

速度扭矩线的斜率是仅基于设计变量确定的恒定：绕组和磁路的几何布置和尺寸以及气隙中所得到的磁通密度。绕组的数量和绕组的电阻也进入计算，然而，如果气隙中的总铜横截面相等，它们的影响将在一系列绕组上取消。因此，速度扭矩线的斜率可以被认为是机械常数。具有相同速度扭矩线斜率的电动机将在负载下表现出相同的速度响应。

对于较大的电机，我们发现常数k作为电机性能的比较测量，并给出了N_米/W^1／2．一个更高的k值表示更强大的电机。特征线的斜率具有相同的含义k，它们之间有联系Dn/D米¥1 /k²,虽然Dn/D米更实用的计算。

例如，速度扭矩线斜率为5 rpm /锰意味着在恒定的施加电压下，所需扭矩增加10锰导致速度下降10锰•5转/锰= 50 rpm。

可以根据空载速度计算电动机的速度扭矩线的斜率n₀失速扭矩米_H电机数据表中列出的值。以下等式适用：Dn /Dm = n₀/ M_H．如果电机数据表不可用，速度-扭矩线的斜率可以从空载速度的测量计算出来n₀在电机电压下U从电机阻力r：Dn /DM =p/ 30•r•n₀²/ u。电阻R因此，应通过测量电机轴锁定时的电流(启动电流)来确定电机的启动电流我_一个）：r = u / i_一个．

选择绕组的目的是找到一种电机，其速度-扭矩线覆盖了给定电压下负载所指定的所有工作点，即极限工作点。在最大可用电压下，速度-扭矩线必须延伸到这一点以上。然后通过降低电机电压可以达到所有其他工作点。这个极端工作点落在加速过程的末尾，在那里扭矩和速度都是最大的。

为了有方法地确定合适的绕组，假设应用的最佳绕组有一条直接通过极限工作点的速度-扭矩线(米_maxMot，n_maxMot)以最大可能的电机电压U_MOT.．假设用于电机类型的平均速度扭矩线斜率，我们可以计算空载速度n_0,定理作为辅助变量：n_0,定理＝n_maxMot+ (Dn /D米)_Avg.•M._maxMot．

注意，一个更保守的方法是考虑电机类型中功率最小的绕组的斜率(即最陡的斜率)。因此,n_0,定理变得更大。必须通过最大电压实现这种理论无负载速度U_MOT.电机可用。这等价于说速度常数k_n所选电机必须大于空载转速与电机电压之比:k_n>n_0,定理/ U_MOT.．

到此为止，在负载、驱动、电机、控制器和电源中没有明确考虑公差。现在我们可以通过选择一个速度常数高约20%的绕组来弥补这个不足:k_n>1.2•n_0,定理/ U_MOT.= 1.2 /U_MOT.（n_maxMot+ (Dn /D米)_Avg.•M._maxMot）.

最后一步是验证所选电机绕组的可用电流是否可以为间歇和连续操作产生所需的输出扭矩。在MaxOn电动机上，产生的扭矩与电动机电流成比例，电机电流可以通过扭矩常数容易地计算k_米．电机内发生的损耗也必须加以考虑。这些用空载电流表示我₀，这略微取决于速度。为了估计当前可用的是足够的，但是，可以忽略这种依赖性。因此，得到的选择标准在每次循环可用电流时我_MOT.必须大于生产负载扭矩所需的电流（包括电机的空载电流）：我_MOT.>米_maxMot/ k_米+我₀．当前我_MOT.在电机上可用由电源和控制器的特性指定。

最后，电机类型的选择，包括绕组的选择，并不像人们想象的那么多的计算。掌握电机规格并了解与特定应用相关的几个关键电机特性，通常可以提供提出可用解决方案所需的所有必要数据。

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