为什么适当地选择一个电动执行机构的尺寸是一项挑战

来源：上海自动化仪表有限公司作者：发表时间：2019-11-07 09:15:50【小中大】

电动执行机构是紧凑高效的电动设备，用于许多需要精确位置控制的工业应用中，例如机器人技术，传送带和自动开门器。可在需要特定任务和位置的机器中推动和旋转零件。由于电动执行机构以相对较小的封装提供了很高的效率和功率，因此，您可能会发现适当地选择一个电动执行机构的尺寸是一项挑战。

调整电动执行机构的尺寸时要设法达到平衡

选择电动执行机构是一种平衡。如果选择的电动执行机构尺寸过小，它将无法承受负载。如果您正在考虑加大电动执行机构的尺寸以确保性能得到保证，那么您并不孤单。美国能源部报告说，美国大约80％的电动执行机构超大型。但是，如果您确实偏爱电动机的尺寸过大，则在购买价格和运营成本方面可能会显得过于昂贵。如果要避免此问题并适当调整电动执行机构的尺寸，则首先需要考虑以下关键尺寸因素：惯性，速度和扭矩。在此过程中还会影响其他因素，例如基础结构，环境和物理大小限制，我们也会对此进行讨论。

惯量：了解电动执行机构和负载

惯性是物体抵抗速度变化的趋势，每个旋转的物体都具有惯性。电动执行机构和负载（或从动部件）各自具有惯性，并且它们的惯性有多相似或相异会影响电动执行机构的性能。负载惯量与电动执行机构惯量之比-即负载惯量（JL）除以电动执行机构惯量（JM）-是电动执行机构选型的最重要方面之一。

电动执行机构和负载的惯性矩就是该电阻的量度。通常，您可以在制造商的数据表上找到电动执行机构的惯性矩，该惯性矩可以测量电动执行机构克服负载阻力的力。确定负载的惯性矩更为复杂。除外部负载外，与电动执行机构的驱动器和联轴器有关的组件都必须包括在此测量中。

一般来说，惯性比通常为5：1。如果性能不是很关键，则10：1或更高的水平就足够了。为了获得最高的性能，您可能会考虑将惯性比设为2：1，因为控制回路的调整变得更加容易，并且您可以在较低的比率下受益于更高的机器性能。如果所有其他尺寸系数均相等，则较低的惯性比是优选的。但是，选择极低的惯性比的缺点是，相对于所获得的性能，您最终可能会得到非常大，笨重且昂贵的电动执行机构。

速度：了解运动曲线

调整大小的另一个关键因素是速度。为了确定电动执行机构的尺寸，它有助于了解负载移动的速度和距离。它还有助于了解惯性比和运动曲线。如果您正在使用需要设备执行重复运动的应用程序，则有助于在整个循环中确定所需的电动执行机构速度。这样做时，请记住要允许加减速，因为电动执行机构不能像步进电机那样改变速度。对于非重复性操作，请确定操作所需的峰值速度和加速度。

扭矩：您需要多少？

扭矩是旋转机械装置需要多少力的量度。了解负载惯量和速度后，检查电动执行机构的转矩-速度曲线以获取所需的转矩值。在曲线图上，速度表示在垂直或y轴上，而转矩表示在水平或x轴上。您需要知道的计算是所需的连续转矩，峰值转矩和最大电动执行机构速度。必要的连续转矩量必须落在转矩-速度曲线的连续工作区域内。此外，所需的峰值转矩量也必须落在伺服系统的转矩-速度曲线的间歇工作区域内，因为短暂的转矩脉冲不会使电动执行机构处于过热的危险中。

调整大小的其他注意事项：基础结构，环境和占地面积

相对简单的考虑因素是电动执行机构的基础结构：即，您计划使用的电源的电压和频率特性。根据您的应用，可以选择直行程电动执行机构或角行程电动执行机构。尽管电动执行机构的功率输出较低，但它们更稳定，运行更平稳。角行程电动执行机构系统比直行程电动执行机构系统效率更高，并且输出功率更高，但射频噪声也更大，。

电动执行机构选型的一个经常被忽略的因素是电动执行机构将运行的环境。大多数电动执行机构的额定环境温度为40摄氏度（104华氏度），这通常在工厂和工业环境中使用。但是您应牢记整个系统的环境温度，但是与电动执行机构关联的驱动电子设备的额定温度可能为25摄氏度（华氏77度）。同样，极低的温度也会影响电动执行机构的润滑油，从而导致电动执行机构的失速。如果环境中有灰尘，湿气和污染，则需要考虑使用IP等级的电动执行机构。

物理尺寸的限制是实际考虑。有时，没有足够的空间容纳您想要的机架尺寸的电动执行机构。如果直径是主要问题，则某些制造商会通过在电动执行机构设计中增加磁性叠片堆叠的层数来增加特定框架尺寸的功率。结果，电动执行机构以更长但不更宽为代价产生了更多的功率。即使在这种方法中也有局限性，并且它进一步支持了正确调整电动执行机构尺寸的观点。

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