AGV直流无刷电机如何选型

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。

所选电机参数如下：

电机额定功率：电机稳定运行后的输出功率。

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。

差速驱动有 2 个电机所有它能提供的牵引力是 162.5×2=324N。

400KG 的负载（车身加货物）所需要的牵引力大概是 250N。

3000r/min 经过 20B 的减速比后速度是 150r/min。

电机链轮与电机轴同角速度（150r/min），轮子齿轮和轮子同角速度，电机链轮和轮子链轮减速比是 1：1.6，所以轮子的角速度是 150/1.6=93.75r/min

所以轮子的线速度应该是：2×3.14×0.065×93.75 = 38.315m/min

所以电机型号应选择台湾泰映 9B100PD-D，减速机型号应选择台湾泰映 9D20。

注意事项：

1、 很多国产电机的实际输出功率大幅小于其所标明的额定功率，这个需要严格的测试，否则按照标明的额定功率算会有比较大的问题。例如某国产电机额定功率为200W，但经过我们的实际测算其输出功率大概在120W左右。

2、 AGV的负载分直接负载和间接负载两种，直接负载是指重物直接放置在AGV上，间接负载是指重物放在类似于料车的装置上，由AGV牵引该料车。

很多人认为直接负载和间接负载对扭矩要求不一样，前者要求的扭矩更大，这实际上是一个误区，要实现AGV的平稳运行，两者的要求均是克服负载所产生的滚动摩擦力，f=uFN ，在同一地面滚动摩擦因素u一定，正压力FN  = mg，负载质量相同，正压力FN 相同，所以滚动摩擦力f也相同。

但直接负载对AGV整个机构及AGV的车轮要求更高，当然也有可能因为AGV机构因素或者车轮因素导致滚动摩擦因素u增大的现象。

3、 负载所需牵引力的测算：

可采用4轮的料车，将已知质量的重物放在4轮料车上，用测力计拉动料车平稳运行，记录其平稳运行时所需的牵引力。然后该牵引力可以通过电机扭矩、减速比、链条传动比及轮子的半径等数据算出。

4、 测算时需要考虑电机的效率，保守估计电机的效率在70%左右，效率因电机而异。