Hoe u de juiste DC-reductiemotor kiest voor toepassingen op batterijen

Een automatisch geleid voertuig dat een dienst van acht uur moet voltooien op een 48 V-pakket is een ander technisch probleem dan een draagbare medische pomp die een paar minuten per dag draait. Het kiezen van de juiste DC-reductiemotor voor toepassingen op batterijen bepaalt de looptijd, de blokkeermarge en de levensduur voordat software-afstemming kan helpen. Een DC-reductiemotor combineert een DC-motor met permanente magneet met een integrale reductiekast die het uitgangskoppel verhoogt en de uitgangssnelheid met een vaste verhouding verlaagt; in batterijapparatuur is hetzelfde ontwerp verkrijgbaar in geborstelde en borstelloze versies met 12 V-, 24 V- en 48 V-wikkelingen.

Hoe u eerst het juiste koppel en de juiste snelheid van de DC-reductiemotor kiest

Uitgangskoppel en -snelheid bepalen de motor, niet het catalogusvermogen. Meet de belasting die de actuator daadwerkelijk verplaatst: draaimoment op het wiel of de spil, losbreekkoppel bij het opstarten en de topsnelheid die de machine nodig heeft. De versnellingsbakverhouding relateert deze waarden vervolgens aan de motoras. Wanneer de belasting 12 Nm vereist bij 200 tpm en de reductietrap 10:1 is, moet de motor 1,2 Nm vasthouden bij 2000 tpm, wat ongeveer 250 W mechanisch vermogen is voordat de controller verliest.

Voeg 15-20 procent vrije ruimte toe aan die eerste schatting voor de wikkelingsweerstand, doorzakking van de batterij en wrijving in de versnellingsbak. De praktische regel is P = T x n / 9,55, waarbij P het mechanisch vermogen in watt is, T het koppel in Nm en n het toerental in tpm. Voor een uitgewerkt voorbeeld met verschillende belastingsgevallen, zie onze stapsgewijze handleiding voor koppelberekening voor motorreductoren.

Zorg ervoor dat de wikkeling van de DC-reductiemotor overeenkomt met de accuspanning

De accuspanning bepaalt welke motorfamilies in aanmerking komen voordat een prestatievergelijking begint. Een motor die op 48 V wordt gewikkeld op een 24 V-pakket levert ongeveer een kwart van het nominale vermogen op, omdat het vermogen schaalt met het kwadraat van de spanningsverhouding. Bepaal eerst de pakketspanning: 12 V voor licht draagbaar gereedschap, 24 V voor compacte AGV-aandrijvingen en hefkolommen, 48 V voor logistieke platforms met een hoger vermogen waar stroombesparing het belangrijkst is.

Nadat de pack-spanning is vastgesteld, controleert u de wikkeling tegen de volledige ontladingscurve. Een lithiumpakket van 24 V kan onder belasting onder de 21 V blijven bij een laadtoestand van 20%, en de wikkeling moet bij die spanning nog steeds een bruikbaar koppel produceren. Onze familie van borstelloze laagspanningsreductiemotoren is precies voor dit werkingsbereik gewikkeld.

24V borstelloze DC-reductiemotor voor laagspanningsbatterijtoepassingen Deze borstelloze reductiemotor van 24 V is gewikkeld om het koppel over de volledige ontladingscurve van een lithiumpakket te behouden, wat geschikt is voor op batterijen werkende systemen. Met een nominaal vermogen van 25-400 W bij 3000 tpm en een koppel van 0,08 N·m levert hij een efficiëntie van 85-92%, waardoor de looptijd wordt verlengd in vergelijking met geborstelde alternatieven. Bekijk Product →

48V borstelloze reductiemotor met hoger koppelbereik Voor accupakketten met een hoger voltage biedt deze borstelloze reductiemotor van 48 V een koppel van 0,2-1,27 N·m over een vermogen van 25-400 W, waardoor de efficiëntie over het gehele werkingsbereik behouden blijft. Het borstelloze ontwerp vermindert onderhoud en geluid, ideaal voor automatisering en aandrijflijnen van elektrische voertuigen. Bekijk Product →

Geborstelde versus borstelloze DC-reductiemotoren: waar de batterijduur wordt bepaald

Borstelloze DC-reductiemotoren halen meer energie terug uit dezelfde batterij, omdat hun efficiëntie over het hele werkingsbereik behouden blijft. Een geborstelde DC-reductiemotor bereikt doorgaans een piek tussen 70% en 80%, terwijl een borstelloos ontwerp 85-92% bereikt bij dezelfde framegrootte. Op een pakket van 100 Wh levert een 90% efficiënte motor ongeveer 90 Wh aan de belasting; een 72% efficiënte borstelmotor levert 72 Wh, een looptijdverschil van 18-20% voordat de tandwielverliezen worden meegerekend.

Kies de versnellingsbak op basis van belastingstype en schokomstandigheden

De reductiefase zet een snelle motor met laag koppel om in het koppel dat de toepassing nodig heeft, maar het type versnellingsbak bepaalt hoeveel van dat koppel overleeft en hoe lang de fase duurt. Planetaire versnellingsbakken verdelen de belasting over verschillende planeetwielen, waardoor de koppeldichtheid toeneemt, de speling wordt verminderd en de radiale belastingscapaciteit wordt verbeterd in vergelijking met een parallelle rechte trap met dezelfde diameter. Rechthoekige planetaire eenheden besparen ruimte bij stuur- en hefconstructies, maar voegen een schuine of wormtrap toe met zijn eigen efficiëntiekosten.

Robots en AGV's op batterijen verwerken duizenden start-stop- en achteruitrijcycli per dienst, dus de schokcapaciteit is belangrijker dan het maximale koppel in de datasheet. Een planetaire versnellingsbak met een speling van minder dan 0,8 graden zorgt er ook voor dat de positionering herhaalbaar is wanneer de motor op snelheid of positieregeling draait. Een compacte borstelloze planetaire reductiemotor van 42 mm is een praktisch startpunt voor middelzware batterijrobots.

42 mm borstelloze planetaire reductiemotor met brede reductieverhoudingen Deze compacte borstelloze planetaire motor van 42 mm biedt reductieverhoudingen van 3,7 tot 307,54, waardoor nauwkeurige snelheids- en koppelregeling voor robots en AGV's mogelijk is. Met een nominaal koppel van 0,048 N·m en een lage speling is hij geschikt voor start-stopcycli en positiegecontroleerde bewegingen. Bekijk Product →

Controleer de inschakelduur, temperatuurstijging en de werkelijke omgevingstemperatuur

Een motor die geschikt is voor continu bedrijf S1 bij een omgevingstemperatuur van 40 °C zal in een afgesloten batterijbehuizing afnemen als de temperatuur 55 °C bereikt. De meeste batterijaangedreven actuatoren werken in S2 korte tijd of S3 intermitterende werking, en de classificatie bepaalt hoe lang het volledige koppel kan worden vastgehouden voordat de wikkeling de limiet van de isolatieklasse overschrijdt. Bevestig de isolatieklasse, doorgaans klasse F bij 155°C, en de toegestane temperatuurstijging op het gegevensblad.

Wanneer een 24 V-pakket daalt naar 21 V bij een laadtoestand van 20%, dalen de snelheid en het beschikbare koppel met ongeveer 12%. Specificeer de motor voor het lage uiteinde van de ontladingscurve in plaats van de rustspanning, en noteer zowel de stroom van de vergrendelde rotor als de nominale stroom, zowel voor de aandrijfconnector als voor de afmetingen van de zekeringen.

Een selectiechecklist op batterijen voor DC-reductiemotoren

Gebruik deze volgorde bij het vergelijken van offertes of het beoordelen van een leveranciersvoorstel. Het vangt de meeste maat- en compatibiliteitsfouten op voordat er prototypen worden gemaakt.

1. Converteer het koppel bij bedrijfsbelasting en de topsnelheid naar de waarden van de motoras met behulp van de versnellingsbakverhouding, en voeg vervolgens 15-20% hoofdruimte toe.
2. Vergrendel de batterijarchitectuur en controleer of de motorwikkeling overeenkomt met het lage uiteinde van de ontladingscurve.
3. Kies borstelloos als looptijd, geluid of levensduur bepalend zijn voor de specificaties; kies geborsteld als de eerste prijs en een eenvoudige controller is belangrijker.
4. Selecteer een versnellingsbak die schok- en radiale belastingen kan dragen zonder een grotere motor te forceren.
5. Controleer de werkcyclus aan de hand van de thermische klasse van de motor bij de werkelijke omgevingstemperatuur van de behuizing.

Als een vereiste na deze controles nog steeds onduidelijk is, deel dan het belastingsprofiel en de batterijspecificatie met ons technische team voor een beoordeling van de motorspecificaties voordat u gaat bewerken of bemonsteren.

Veelgestelde vragen over DC-reductiemotor op batterijen

Wat is de meest voorkomende fout bij de selectie van DC-reductiemotoren voor batterijapparatuur?

Dimensionering op basis van piekkoppel in plaats van continue belasting. Een korte opstartpiek kan worden opgevangen door thermische massa en een iets grotere versnellingsbak, maar continu gebruik nabij het afslagkoppel zal de thermische limieten overschrijden, de levensduur van de borstels verkorten en de batterij sneller leeg laten lopen dan de schatting van de looptijd suggereert.

Hoe lang zal een borstelloze DC-reductiemotor op dezelfde batterij werken?

De looptijd schaalt vrijwel direct met gemiddelde efficiëntie. Met 85-92% borstelloos versus 70-80% geborsteld kunt u 12-20% meer gebruikstijd verwachten van dezelfde accu, plus minder afvalwarmte in de afgesloten batterijbehuizing.

Moet ik voor een AGV-aandrijving een 24 V- of 48 V-motor kiezen?

Gebruik 24 V voor compacte AGV's tot ongeveer 250 W waarbij het GBS en de bekabeling klein blijven. Ga naar 48 V boven ongeveer 250 W om de stroom te halveren, de geleider kleiner te maken en het beheer van de batterij met een hoger vermogen te vereenvoudigen.

Heb ik een planetaire tandwielkast nodig voor een toepassing op batterijen?

Planetaire trappen zijn de veiligere standaard voor start-stop-, achteruitrij- en schokbelaste batterijtoepassingen, omdat ze de belasting over meerdere versnellingen verdelen. Als de werking soepel en continu verloopt, kan een reductiemotor met parallelle as met een lagere overbrengingsverhouding kosteneffectiever zijn.