Блоги и новости+86 13738495952sale@sgmada.com
Мотор

Принцип работы и выбор малого редукторного двигателя постоянного тока

Малые редукторные двигатели постоянного тока обычно относятся к редукторным двигателям мощностью менее 100 Вт и напряжением постоянного тока от 3 до 48 В. Малые…

Малые редукторные двигатели постоянного тока обычно относятся к редукторным двигателям мощностью менее 100 Вт (Вт) и постоянное напряжение 3В-48В. Малый редукторный двигатель постоянного тока широко используется в системах трансмиссии, требующих точный контроль и высокая эффективность из-за его небольших размеров и высокого крутящего момента.

SGMADA — ведущий производитель малых редукторов постоянного тока в Китае. В этой статье будет подробно проанализирован принцип работы малых редукторов постоянного тока SGMADA и предоставлено подробное руководство по выбору, чтобы помочь нашим клиентам сделать лучший выбор в области трансмиссии.

1.Baisc знание малого мотор-редуктора постоянного тока

1.1 Что такое малый редукторный двигатель постоянного тока

Малый редукторный двигатель постоянного тока представляет собой механическое устройство, которое сочетает в себе двигатель постоянного тока и а коробка передачЭтот двигатель регулирует выходную скорость и крутящий момент на конце двигателя посредством замедления зубчатой передачи, тем самым удовлетворяя требованиям к мощности малых размеров, высокому крутящему моменту и низкой скорости, необходимым в области микротрансмиссии.

1.2 Компоненты редукторного двигателя постоянного тока

Редукторный двигатель постоянного тока состоит из двух основных частей – двигатель постоянного тока и Коробка передач.

  • Двигатель постоянного тока (источник питания)):Двигатель постоянного тока генерирует магнитное поле посредством электрического тока, заставляя ротор вращаться, тем самым преобразуя электрическую энергию в механическую.
  • Коробка передач (структура коробки передач):Редуктор снижает скорость вращения двигателя за счет внутренней зубчатой передачи и обеспечивает более высокий крутящий момент.
СХЕМА ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

2. Принцип работы малого редукторного двигателя постоянного тока

2.1 Принцип работы двигателя постоянного тока

Двигатель постоянного тока — это электродвигатель, преобразующий постоянный ток электрическая энергия в механическая энергия. Он приводит ротор во вращение и создает механическое движение посредством действия тока в магнитном поле.

I. Создание магнитного поля
При подключении постоянного тока ток протекает через щетки и коллектор в катушку якоря, создавая электромагнитное поле.

II. Электромагнитная сила
Согласно электромагнитным принципам, проводник с током в магнитном поле испытывает силу. Постоянное магнитное поле статора взаимодействует с электромагнитным полем якоря, создавая крутящий момент.

III. Текущая коммутация
При вращении ротора коммутатор изменяет точку контакта со щетками, изменяя направление тока в катушке якоря. Это выравнивает ток с магнитным полем статора, гарантируя, что ротор продолжит вращение.

IV. Непрерывное вращение
Поскольку коммутатор непрерывно изменяет направление тока в катушке якоря, электромагнитная сила всегда продолжает двигать ротор в одном направлении. Пока есть источник постоянного тока, ротор будет продолжать вращаться, преобразуя постоянный ток в выходную механическую энергию.

2.2 Принцип работы коробки передач

Коробка передач представляет собой механическую конструкцию, разработанную на основе принцип зубчатой передачи. Его основная функция — снижение скорости входного конца двигателя и увеличение выходного крутящего момента.

Почему мы выбираем коробки передач?

Функция коробки передачОписание
1. Уменьшите скорость и увеличьте крутящий момент.Снижает скорость двигателя, увеличивая крутящий момент
2. Соответствие нагрузкиОптимизирует производительность двигателя, адаптируя ее к высоким нагрузкам.
3. Увеличьте пусковой крутящий моментУвеличивает пусковой крутящий момент для преодоления больших нагрузок с места.
4. Направление движенияИзменяет направление движения выходного вала в соответствии с требованиями конструкции.
5. Сокращение расходовИспользует меньшие по размеру и экономичные двигатели для достижения желаемой производительности, снижая стоимость системы.

Типы зубчатых передач в коробке передач

Редукторы передают мощность посредством зацепления шестерен. Зубчатые передачи можно разделить на различные типы в зависимости от формы и способа зацепления шестерен.

Цилиндрический зубчатый привод

Прямозубая передача — это самая базовая структура зубчатой передачи. Поскольку оси двух шестерен в системе прямозубой передачи параллельны, и эта параллельная конфигурация может обеспечить эффективную и стабильную передачу мощности, она называется параллельной передачей вала.

ПреимуществаНедостатки
Простой дизайнНизкая эффективность
БюджетныйШумный на высоких скоростях
Легко обслуживатьБыстро изнашивается, срок службы короче
Высокая надежностьНе подходит для применения в условиях высоких или ударных нагрузок.
Преимущества и недостатки цилиндрического зубчатого привода

Планетарный привод

Планетарная передача представляет собой высокоэффективную зубчатую конструкцию. Она состоит из солнечной шестерни, нескольких планетарных шестерен, водила планетарной передачи и внутреннего зубчатого венца, в котором планетарные шестерни вращаются вокруг солнечной шестерни и входят в зацепление с внутренним зубчатым венцом.

ПреимуществаНедостатки
Высокая эффективностьВысокая себестоимость продукции
Высокая плотность крутящего моментаТрудно ремонтировать и менять
Низкий уровень шумаСложная конструкция
Высокая точностьФиксированный выход вала – центральный выход вала
Преимущества и недостатки планетарного привода

Червячный привод

Червячный привод состоит из спирального червяка и зацепляющегося червячного колеса. Он может достигать высокого передаточного отношения и функции самоблокировки и подходит для применений, где необходимо предотвратить обратное движение.

ПреимуществаНедостатки
Высокое передаточное отношениеНизкая эффективность
СамоблокирующийсяВысокие затраты на обработку червяка
Низкий уровень шумаЛегко носить
Выходной вал 90°Низкая точность
Преимущества и недостатки червячной передачи

3.Как выбрать небольшой редукторный двигатель постоянного тока

Выбор правильного редукторного двигателя имеет решающее значение для обеспечения эффективный, стабильный, и надежная работа системы трансмиссии. Таким образом, выбор мотор-редуктора является ключевым фактором для инженеров при проектировании таких систем. SGMADA поделится ключевыми моментами выбора небольшого мотор-редуктора с помощью подробных объяснений параметров.

3.1 Выберите правильную рабочую точку двигателя

Мотор рабочая точка является первым важным параметром, который следует учитывать при выборе двигателя. Рабочая точка двигателя означает выходной крутящий момент и скорость который выдает двигатель при нормальной работе в этой системе.

Как видно из графика, скорость двигателя уменьшается по мере увеличения крутящего момента, но зависимость между ними не линейная.

При выборе двигателя sgmada предоставит кривую нагрузки двигателя, чтобы помочь клиентам выбрать подходящую рабочую точку двигателя.

Отчет об испытаниях двигателя SGMADA
ОТЧЕТ ПО ИСПЫТАНИЮ ДВИГАТЕЛЯ SGMADA

Если двигатель не работает в пределах диапазона кривой, это означает, что двигатель перегруженный, что может вызвать некоторые неблагоприятные последствия.

ЭффектПричинаПоследствие
ПерегревНагрузка или скорость превышают проектные пределыПовреждение или отказ двигателя
Падение эффективностиРабота в неоптимальных точкахПотеря энергии, повышенная потребность в охлаждении
Механический износПодшипники и шестерни под чрезмерной нагрузкойСокращение срока службы, увеличение затрат на техническое обслуживание
Вибрация и шумРабота в нестабильном диапазонеСнижение качества работы, потенциальные повреждения конструкции
Частые триггеры защитыЧастое срабатывание устройств защиты от перегрузкиУвеличение времени простоя, снижение эффективности производства
Недостатки двигателей в условиях перегрузки

3.2 Выберите правильный тип двигателя

В зависимости от потребностей микроредукторный двигатель может быть скомбинирован с различными типами двигателей. Ниже приведены несколько наиболее часто используемых типов двигателей.

Тип двигателяФункцииТипичные примененияЦена
Двигатель постоянного токаПростая структура, Кистьроботы, бытовая техникаНизкий
Двигатель BLDCВысокая эффективность, длительный срок службыЭлектромобили, дроны, точные приборыВысокий
Шаговый двигательТочное управление положением, быстрая реакция, подходит для управления с разомкнутым контуром3D-принтеры, станки с ЧПУ, подвесы для камерСередина
Двигатель переменного токаПрочная конструкция, простота обслуживанияМелкая бытовая техника, оргтехникаНизкий
Типы малых мотор-редукторов

3.3 Выберите правильный тип коробки передач

При выборе коробки передач необходимо выбрать соответствующую внутреннюю структуру зубчатых передач в соответствии с характеристиками зубчатой передачи.

Тип коробки передачФункцииТипичные примененияДиапазон цен
Прямозубая зубчатая передачаПростая конструкция, низкая стоимостьтихоходная техника, роботНизкий
Планетарный редукторКомпактная конструкция, высокая плотность крутящего момента, Робототехника, аэрокосмическая промышленность, точные приборыВысокий
Червячный редукторВысокие передаточные числа, самоблокировка, выходной вал 90° Умный дом, промышленностьСередина
Типы малых коробок передач

3.4 Выберите правильный тип материала шестерни

Материал шестерни напрямую влияет на грузоподъемность и уровень шума редуктора. В зависимости от различных материалов зубчатых передач и технологии обработки мы разделяем материалы зубчатых передач на следующие категории.

Материал шестерниФункцииКритерии отбора
Резка стальных шестеренВысокая прочность, долговечность, износостойкостьВысокая нагрузка, высокая точность применения
Шестерни порошковой металлургииХорошая износостойкость, сложные формы, экономичностьПриложения со средней нагрузкой и чувствительными к затратам
Пластиковые шестерниЛегкий, недорогой, бесшумныйНизкая нагрузка, снижение шума, коррозионная стойкость
Типы материалов шестерен

3.5 Выберите выходной вал

Выходной вал двигателя является одним из основных компонентов двигателя. Его основная функция — передавать механическую энергию, вырабатываемую двигателем, обеспечивая вращательную кинетическую энергию. Выходной вал должен выдерживать радиальные и осевые нагрузки, обеспечивая стабильную работу двигателя и механической системы. Кроме того, выходной вал используется для соединения и закрепления шестерен, муфт и других компонентов трансмиссии посредством подшипниковой опоры.

На основе функции и формы SGMADA может обрабатывать следующие типы выходных валов. Мы также принимаем индивидуальные заказы и можем оценить ваши чертежи, чтобы определить, можем ли мы изготовить специальные выходные валы.

Тип выходного валаФункцииКритерии отбора
Круглый валГладкийГибкие соединения, обычно используемые с зажимами, муфтами или муфтами.
Вал со шпонкойШпоночный паз для предотвращения скольженияНадежная передача крутящего момента для шестерен, шкивов и муфт
Шлицевой валМножественные продольные канавкиПриложения с высоким крутящим моментом
Резьбовой валГибкие соединения приложения, требующие предотвращения вращения
D-образный валЧастично плоская поверхность для предотвращения скольженияМалые двигатели, игрушечные двигатели, приложения, требующие предотвращения вращения
Двойной D-образный валДве плоские поверхности, образующие двойную букву DБолее высокое сопротивление крутящему моменту
Типы выходного вала редукторного двигателя

3.6 Выберите подходящие аксессуары для вашего применения

SGMADA может предоставить следующие принадлежности для редукторных двигателей в зависимости от потребностей заказчика. Мы предлагаем широкий ассортимент высококачественных принадлежностей для обеспечения оптимальной производительности и надежности для ваших конкретных применений. 

Тип аксессуараФункцияСценарии применения
КодировщикОбеспечивает обратную связь по положению и скоростиРобототехника, средства автоматизации
ТормозОстанавливает или удерживает положение двигателяЛифты, краны
МуфтаСоединяет вал двигателя и вал нагрузки, передает крутящий моментРазличные диаметры валов и требования к выравниванию
ДатчикКонтролирует условия работы двигателяМониторинг в реальном времени и защита двигателя
РадиаторПомогает рассеивать тепло, предотвращает перегрев двигателяМощные двигатели, длительная эксплуатация
Кабели и разъемыПодключает двигатель к контроллерам и источнику питанияОбеспечивает надежные и безопасные электрические соединения
Малые принадлежности для мотор-редукторов

4.Маленький Выбор редукторного двигателя постоянного тока: критические параметры

При выборе редукторного двигателя постоянного тока инженеры должны учитывать несколько ключевых электрических параметров. Эти параметры не только оптимизируют производительность двигателя в системе, но и обеспечивают его надежность. SGMADA необходимо понимать эти ключевые параметры, чтобы предоставить вам наилучшие решения по выбору и проектированию двигателя.

4.1 Размер – Измерение

1. Соответствие размера двигателя

Важность: Габаритные размеры двигателя должны соответствовать установочному пространству оборудования, включая длину, ширину и высоту.

Объяснение: Правильный выбор размера гарантирует, что двигатель можно будет легко установить в оборудовании или системе, не мешая нормальной работе других компонентов.

2. Совместимость монтажных отверстий

Важность: Положение и размер монтажных отверстий должны соответствовать точкам крепления на оборудовании.

Объяснение: Если положение или размер монтажных отверстий не совпадают, двигатель может быть закреплен ненадежно, что может привести к нестабильности и поставить под угрозу устойчивость и безопасность системы.

3. Положение и соединение выходного вала

Важность: Выходной вал двигателя имеет решающее значение для соединения двигателя с другими частями системы.

Объяснение: Положение выходного вала должно надежно совпадать с нагрузкой или ведомыми компонентами для обеспечения эффективной передачи мощности. Тип вала (например, круглый, шпоночный, шлицевой и т. д.) также определяет выбор муфт или других методов соединения.

4. Вес двигателя

Важность: Вес двигателя является важным фактором, особенно в мобильных приложениях или системах, где снижение общего веса имеет решающее значение.

Объяснение: Более тяжелые двигатели могут увеличить структурную нагрузку, что может повлиять на производительность и эффективность оборудования. Легкая конструкция особенно важна в этих случаях для оптимизации общей производительности системы.

4.2 Напряжение двигателя

• Определение напряжения: Напряжение двигателя — это номинальное напряжение, при котором двигатель рассчитан на работу, выраженное в вольтах (В).

Выбор подходящего напряжения двигателя имеет решающее значение для обеспечения эффективной и безопасной работы двигателя. Подходящее напряжение влияет не только на пусковые и рабочие характеристики двигателя, но и на его эффективность, энергопотребление и срок службы.

Диапазон напряженияИсточник питания Области применения
3 В – 6 В постоянного токаБатарейки (например, AA, AAA)Портативные электронные устройства, игрушки на батарейках
12 В – 24 В постоянного токаЛитиевые аккумуляторные батареи,БатареиРоботы, бытовая техника, автомобильная электроника
48 В постоянного токаЛитиевые аккумуляторные батареиЭлектровелосипеды, электросамокаты, электроинструменты
230 В переменного токаБытовые розетки, промышленные блоки питанияБытовая техника, системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха
Диапазоны напряжения и электропитание двигателя постоянного тока

4.3 Ток двигателя

• Текущее определение: Ток двигателя — это величина электрического тока, протекающего через обмотки двигателя, измеряемая в амперах (А).

Выбор подходящего тока двигателя имеет решающее значение для эффективной и безопасной работы двигателя. Правильный ток влияет не только на условия запуска и работы, но и на крутящий момент двигателя, потребление энергии и управление температурой.

ТекущийОпределение
Пусковой токВысокий ток при запуске двигателя, влияющий на пусковой крутящий момент и время.
Номинальный токСтандартный рабочий ток при номинальной нагрузке, обеспечивающий оптимальную производительность.
Ток срываМаксимальный ток при заблокированном роторе двигателя, предотвращающий повреждение двигателя.
Потери двигателяПотери энергии, вызванные током, включая потери в меди и железе.
Управление температурным режимомУправление теплом, выделяемым во время работы, для предотвращения перегрева двигателя.
Определение тока двигателя

4.4 Мощность двигателя

• Определение мощности: Мощность двигателя — это общая электрическая мощность, потребляемая двигателем, измеряемая в ваттах (Вт).

Выбор подходящей мощности двигателя имеет решающее значение для эффективной и безопасной работы двигателя. Мощность двигателя включает входную мощность (P_{in}), выходную мощность (P_{out}) и мощность потерь (P_{loss}), которые представляют собой общую поставляемую энергию, полезную выходную механическую энергию и энергию, потерянную в виде тепла и других неэффективностей, соответственно.

Тип мощностиСимволОпределение
Входная мощность( Приколоть} )Общая электрическая энергия, потребляемая двигателем от источника питания.
Выходная мощность( П_{аут} )Эффективная мощность, преобразуемая двигателем в механическую энергию и передаваемая нагрузке.
Потеря мощности( P_{потеря} )Энергия, теряемая в двигателе из-за сопротивления, трения, тепла и других факторов.
Определение мощности двигателя

4.5 Обороты двигателя

• Определение оборотов в минуту: Обороты двигателя (обороты в минуту) означают количество полных оборотов ротора двигателя за одну минуту. Это критический параметр, который определяет скорость выходного вала двигателя.

Благодаря использованию системы передач, редукторные двигатели обеспечивают низкие обороты с высоким крутящим моментом на выходе. SGMADA может настраивать диапазон оборотов на основе различных передаточных чисел для удовлетворения конкретных требований применения. Это гарантирует, что двигатель обеспечивает оптимальные обороты и производительность для системы, предотвращая перегрев и механические отказы из-за неподходящих скоростей.

Тип оборотов в минутуОпределение
Скорость холостого ходаМаксимальная скорость, с которой двигатель работает без нагрузки, представляющая собой верхний предел скоростных возможностей двигателя.
Номинальные оборотыСкорость, с которой двигатель работает в условиях нормальной нагрузки, обеспечивая оптимальную производительность.
Обороты двигателя при срывеСкорость, при которой ротор двигателя перестает вращаться из-за чрезмерной нагрузки или сопротивления, что указывает на максимальный крутящий момент.
Определение оборотов двигателя

4.6 Крутящий момент двигателя

• Определение крутящего момента: Крутящий момент двигателя — это вращательная сила, создаваемая валом двигателя, обычно измеряемая в ньютон-метрах (Нм) или фунт-футах (фунт-фут). 

Крутящий момент двигателя включает в себя момент остановки, номинальный крутящий момент и пиковый крутящий момент. Правильный выбор крутящего момента влияет на эффективность двигателя, долговечность и общую производительность. 

Тип крутящего моментаСимволОпределение
Крутящий момент при остановке двигателя( \tau_{stall} )Максимальный крутящий момент, который может создать двигатель, когда ротор заблокирован и не вращается.
Номинальный крутящий момент( \tau_{rated} )Постоянный крутящий момент, который двигатель может выдавать без перегрева в нормальных условиях.
Пиковый крутящий момент( \tau_{пик} )Максимальный крутящий момент, который двигатель может развивать в течение коротких промежутков времени, не вызывая повреждений.
Определение крутящего момента двигателя

4.7 Срок службы двигателя

Срок службы редукторного двигателя определяется как сроком службы редуктора, так и самого двигателя. Согласно «принципу бочки», общий срок службы редукторного двигателя ограничен самым коротким сроком службы его компонента. Другими словами, если какая-либо часть редуктора или двигателя выйдет из строя, весь редукторный двигатель перестанет функционировать.

• Срок службы двигателя: Срок службы двигателя — это общее время, в течение которого двигатель может нормально работать в определенных рабочих условиях.

ФакторОписание
Структура дизайнаЩеточный или бесщеточный, конструкция рассеивания тепла
Операционная средаТемпература, влажность, пыль и едкие газы.
Качество материалаПодшипник, Катушка, Магнит
Условия эксплуатацииСостояние нагрузки, рабочее состояние, скорость
Факторы, влияющие на срок службы двигателя

• Срок службы коробки передач: Срок службы коробки передач — это общее время, в течение которого она может нормально работать, передавая крутящий момент и скорость, измеряемое в часах (ч).

ФакторОписание
Механическая нагрузкаВысокие нагрузки или ударные нагрузки ускоряют износ шестерен.
СмазкаСмазка снижает износ и выделение тепла.
Материал шестернипорошковая металлургия, резка стали и конструкционные пластики.
Условия окружающей средыПыль, влажность и едкие газы
Факторы, влияющие на срок службы коробки передач

4.8 Материал шестерни

При выборе редукторного двигателя выбор материала шестерни является решающим фактором, поскольку он напрямую влияет на производительность, долговечность и срок службы редуктора.

МатериалПреимуществаНедостатки
Стальные шестерни1. Высокая точность
2. Высокая прочность
1. Тяжелый
2. Высокая стоимость
Порошковые шестерни1. Низкая стоимость
2. Возможность создания сложных форм
1. Меньшая прочность
2. Плохая износостойкость
Пластиковые шестерни1. Легкий
2. Низкий уровень шума
1. Меньшая прочность
2. Чувствителен к теплу, может деформироваться при высоких температурах.
Материалы шестерен для коробки передач

4.9 Аксессуары для двигателя

Аксессуары для двигателя могут быть выбраны для достижения различных функций, что имеет решающее значение при выборе двигателя. Аксессуары, такие как энкодеры, тормоза и радиаторы, не только отвечают определенным требованиям управления, но и повышают эффективность двигателя.

АксессуарФункция
КодировщикОбеспечивает точную обратную связь по положению и скорости для точного управления и автоматизации.
КонтроллерРегулирует скорость, крутящий момент и направление двигателя, обеспечивая оптимальную работу.
ТормозПозволяет быстро замедлить или остановить двигатель, обеспечивая безопасность, особенно в аварийных ситуациях.
ВентиляторСпособствует охлаждению, снижает температуру двигателя, предотвращает перегрев и продлевает срок службы двигателя.
Аксессуары для мотора

5. Заключение

5.1 Будущие тенденции развития малогабаритных мотор-редукторов постоянного тока

Рынок мотор-редукторов имеет многообещающие перспективы в глобальном масштабе, поскольку спрос на мотор-редукторы постоянно растет из-за быстрого прогресса в промышленной автоматизации, интеллектуальном производстве и электрической робототехнике. В будущем технологические достижения значительно повысят эффективность мотор-редукторов, уменьшат их размер и снизят стоимость. Кроме того, интеграция интеллектуальных технологий управления сделает мотор-редукторы более точными и адаптивными, подходящими для различных сложных приложений.

5.2 Связаться с SGMADA

В SGMADA мы осознаем важную роль, которую редукторные двигатели играют в таких отраслях, как промышленная автоматизация, робототехника и автомобилестроение. Наш опыт в проектировании и выборе редукторных двигателей гарантирует, что мы предоставляем решения, соответствующие конкретным требованиям к крутящему моменту, скорости и мощности. Используя наши глубокие знания и обширный опыт, мы помогаем нашим клиентам оптимизировать производительность и надежность их систем. В SGMADA мы стремимся поставлять высококачественные редукторные двигатели, которые повышают эффективность и срок службы приложений наших клиентов.

Быстрые цитаты

Задайте нам свои вопросы, мы снизим риски, снизим затраты и повысим конкурентоспособность вашего проекта.

Пообщайтесь с нами

Обычно ответы приходят в течение 4 минут.

Мы здесь, чтобы помочь вам, и будем рады любым вашим вопросам или отзывам.