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【专题】AGV电机选型指南

发布时间: 2021-07-12 09:07:38 来源:

核心提示: 电机种类繁多,在AGV中主要用到的电机包括4种:直流有刷电机,直流无刷电机,直流伺服电机,步进电机。如何匹配电机,如何认识与评价国产电机,本文将给你答案。

AGV的驱动系统主要由驱动电源,电机和减速装置组成。电机作为一种将电能转换为机械能的元件,在AGV小车中扮演着重要的角色,电机的性能参数及减速装置的规格型号的确定直接决定整车的动力性,即车辆的运动速度和驱动力直接决定整车的动力特性。

电机种类繁多,在AGV中主要用到的电机包括4种:直流有刷电机,直流无刷电机,直流伺服电机,步进电机。


直流有刷电机

直流有刷电机是内含电刷装置的将直流电能转换成机械能(直流电动机)或将机械能转换成直流电能(直流发电机)的旋转电机。

直流有刷电机是所有电机的基础,它具有启动快,制动及时,可在大范围内平滑地调速,控制电路相对简单等特点。

但同时,因为电刷和换向器的存在,容易产生火花,特定场合容易产生危险;同时,电刷和换向器之间一直存在物料摩擦,使用寿命不长,需要后期维护等缺点。

在AGV中,如果需要控制电路简单,对电机使用寿命没有过高要求的场合,可以选用直流有刷电机。

直流无刷电机

直流无刷电机由电动机主体和驱动器组成,是一种典型的机电一体化。与有刷电机最明显的不同是,采用了电子换向,去掉了电刷。

电机主体由三个绕组A,B,C组成,采用对称星形接法。转子是永磁体。为了检测转子位置,常内置霍尔传感器。与有刷电机相比,直流无刷电机具有:高效率,低能耗,低噪音,超长寿命,高可靠性等优点,但是控制相对复杂一点,需要专用的控制器。

直流伺服电机

直流伺服采用永磁同步电机,结构与直流无刷区别不大,只是绕组的反电动势不同,直流无刷的发电动势接近方波,更适合六步方波控制,永磁同步电机的发电动势为正弦波,更适合矢量控制。

伺服主要靠脉冲来定位,基本上可以这样理解,伺服电机接收到1个脉冲,就会旋转1个脉冲对应的角度,从而实现位移,因为,伺服电机本身具备发出脉冲的功能,所以伺服电机每旋转一个角度,都会发出对应数量的脉冲,这样,和伺服电机接受的脉冲形成了呼应,或者叫闭环,如此一来,系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机,同时又收了多少脉冲回来,这样,就能够很精确的控制电机的转动,从而实现精确的定位,可以达到0.001mm。

与直流无刷电机相同的是,需要专用的驱动器来控制,采用了更复杂的矢量控制算法。除了采用霍尔传感器来检测转子位置,还会采用编码器来检测转子位置,实现转子任意位置的停止。直流伺服电机具有效率高,响应快,转动平滑,力矩稳定,运行噪声小等优点,能运行在速度模式和位置模式。


AGV的行走电机常采用的直流伺服电机或直流无刷电机,在对精度要求较高的场合,常采用直流伺服电机。

根据电机本体和驱动器的形式,可以分为:分体式和一体式。分体式的,驱动器和电机本体分开,适用于大功率场合。一体式,驱动器和电机本体组装在一起,结构紧凑,适用于功率较小,对体积有要求的场合。

步进电机

步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号时,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(步距角),它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。

可以通过控制脉冲个数来控制角位移量。同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度,从而达到调速的目的。与直流

伺服电机相比,步进电机一般不具有过载能力。速度响应性能比伺服小。主要用在执行机构中。

总体而言,各类电机中,如果从控制精准度上说,则伺服调速精度最高,步进次之,直流有刷及无刷电机最低。伺服电机一般都是被使用在精度要求高的场合,而无刷电机就只用在精度不是特别高的地方了,步进电机居中,但步进电机的转速没有无刷电机快。

对于AGV智能小车所用的电机,用户可以从出法点,侧重点来考虑进而选择合适的电机。如果侧重于对设备实现精准控制的话就用伺服电机,如果AGV智能小车对调速不是很精准的话,可以用无刷电机。因为不同产品之间的价格也是相差悬殊的:伺服电机价格最高,无刷电机价格最低。

在厂家的选择上,目前伴随着AGV行业的日益发展,一些厂商也相继推出了针对这一领域应用的相关产品,以下列举了几家具有代表性的电机厂商,供大家参考!

步科——极智系列低压伺服电机

上海步科自动化股份有限公司成立于1996年,作为移动龙8官方app下载核心部件优秀供应商,步科股份一直深入挖掘行业需求,以服务行业,解决行业问题为出发点,不断创新,不断突破关键技术,推出了AGV专用驱动产品与解决方案:AGV专用低压伺服电机,低压伺服一体机,低压伺服电机模组,AGV机器自动化与物联网控制方案,电商AGV运动控制方案等。



2020年步科研发团队在第一代低压伺服电机的基础上研发了新一代的G2和超短机身的极智系列低压伺服电机,新一代电机采用了全新的5对极电磁设计方案,新电机具有以下特点:

超短机身:极智系列在保证不损失功率的情况下,机身结构重新设计极大的缩短了机身长度,电机长度平均缩短30%以上,200W电机机身长度最短可以做到46.5mm。极短的长度可以为客户设备节省更多安装空间,有利于移动龙8官方app下载车身尺寸,使设备小型化,提高整体空间利用率。

电机规格齐全:电机安装法兰有40,60,80,130等规格,功率覆盖了50W到1.5kW,编码器涵盖了磁电,光电,绝对值(不带电池)等不同类型,可以满足客户不同的应用要求,助力AGV企业为客户赋能实现产业转型升级。

和利时电机--超短系列低压伺服电机

北京和利时电机公司自主研发的超短系列低压伺服电机,采用全新电磁设计方案,在保证电机同等输出功率的前提下,机身长度比市场常见电机平均缩短了20%以上。以输出功率为200W的超短系列电机为例:该电机机身长度仅为51.5mm,重量约600g,机身短,重量轻,结构紧凑,为设备节省了空间,帮助用户实现了设备小巧,轻便。

超短系列低压伺服电机在缩短机身的同时保留了电机出众的性能,不仅满足用户设备空间紧凑的需求,还具有更高的性价比:

① 超短机身设计,适用于对空间要求极高的场合;

② 全新电磁设计,保证电机转矩的输出,且电机运行更加平稳;

③ 采用更加优质的材料,增加转矩的同时有效地控制了电机发热,并提升了电机的散热功能在实验室条件下,电机平均温升低于60K,保证了电机在绝大多数工况下长期稳定的运行;

④ 自主研发的超薄编码器,体积小,精度高;

⑤ 超短系列电机规格齐全,可满足不同场景的需求。

和利时电机公司自主研发的超短系列低压伺服电机自推出后便获得了移动龙8官方app下载厂商的青睐,目前已大批量应用于仓储物流搬运龙8官方app下载,AMR,堆高机,物流分拣线,单件分离设备,停车龙8官方app下载,建筑龙8官方app下载等设备中,帮助了用户优化了设备空间利用率的最大化。

鸣志电机——集成式低压伺服电机

鸣志公司是全球运动控制领域先进制造商,国内步进电机及驱动产品制造的龙头企业,是国内步进电机驱动系统制造的领军企业。被媒体评价为最近十年之内唯一改变混合式步进电机全球市场竞争格局, 打破日本企业对该行业的主导和垄断的中国企业。

公司是国家高新技术企业,上海市企业技术中心。截至2019年度末,公司及子公司拥有已获证书的国内外专利技术305项,其中,国内发明专利20项,国际发明专利24项,实用新型专利149项,外观设计专利14项,以及软件著作权98项。


公司业务深度服务于国家级重大工程项目,智能装备制造,生命科学研究,航空航天电子工业等。对于近年来需求旺盛的物流装备行业,公司通过市场调研,结合产业用户的实际需求何自身深厚的技术积累,在低压伺服电机方面不断推陈出新。配套机型有通用型无人搬运底盘,到潜伏式牵引车,自动叉车,料箱龙8官方app下载,箱式四向穿梭车,巡检龙8官方app下载,涉及物流仓储,

智能制造,自动泊车,智慧医疗,港口机械等多个行业。公司发布的MDX集成式低压伺服电机以一体化设计,节约AGV内部空间占用,优化线路布局,减少安装调试工时等优势深受海内外用户喜爱,成为国内AGV专用低压伺服产品技术创新的风向标。

一直以来,公司在生产技术和生产资源投入很多。与国内竞争对手相比,公司生产自动化程度高,成本控制和规模效应优势明显;与国外竞争对手相比,公司在劳动力,原材料,国内市场开拓等方面,也具有较明显的成本优势。

运控电子——低压伺服系列

常州市运控电子有限公司是专业提供精密电机,驱动,高精密减速机及解决方案的制造商。公司成立于1999年,拥有员工600余人,现有生产厂房2万余平方米,公司主要产品有步进电机,无刷电机,伺服电机和行星减速机。 

公司生产的步进电机,无刷电机,伺服电机及减速机获得国内客户好评,并通过欧盟CE认证。公司不断利用技术,管理,质量上的优势,以高性价比的产品获国内外客户好评。

其中,低压伺服电机是运控电子的重点发展的产品之一。近5年来,通过在AGV市场的不断深耕,公司自主研发,生产的低压伺服电机与AGV领域多家领头企业建立了长期深入合作关系,如海康,极智嘉等。产品型号包括40#,60#,80#,100#,110#,130#,功率范围从50W到3000W,180#低压伺服即将问世,将助力于重载AGV。



此外,运控通过将精密行星减速机与低压伺服一体化设计,可以从体积上更好地服务于AGV更小机身的设计需求。运控斜齿精密型行星减速机可以与全系列低压伺服电机配合,具有结构紧凑,精度高,噪音低等优点。

AGV应用领域不断拓展以及场景,环境,需求,技术等差异性和其他条件的不确定性,促使电机企业开始做针对性的设计,制造和服务。

而为了进一步提高产品的准确性,稳定性和可靠性,AGV驱控一体化设计被认为是未来的发展方向。驱控一体就是把驱动器,控制器,编码器,电机这些东西全部集成到一起,形成一个高度集成和智能化的设备,不仅能够帮助提高产品的各项性能,也能够进一步降低成本。

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