一、选型核心原则:以应用需求为导向
MAXON电机以“精密、可靠、创新”为核心,选型需围绕负载特性、环境条件、空间限制及效率要求四大维度展开。
1. 负载特性分析
扭矩与速度:明确电机需驱动的负载类型(如恒定负载、冲击负载)、峰值扭矩需求及运行速度范围。
示例:工业机器人关节需低速大扭矩(如RE30电机,额定扭矩50mNm,搭配减速器后输出扭矩可达280mNm),而AGV小车需高速响应(如ECX SPEED系列,转速达10万转/分钟)。
加速度与惯量:计算负载启动/制动时的加速度需求,匹配电机转子惯量(如RE25电机转子惯量16.7gcm²,适合数控机床主轴频繁启停场景)。
2. 环境适应性
温度范围:普通电机适用-15℃至+80℃,高温工况(如冶金行业)需选择耐温150℃的编码器或特殊涂层电机。
防护等级:洁净车间需ISO Class 5级洁净度电机(如RE13/RE16的微米级表面处理),潮湿环境需IP65防护等级。
振动与冲击:航空航天应用需通过NASA标准振动测试(如GPX行星减速机承受火星探测器发射冲击)。
3. 空间与集成需求
尺寸限制:微型驱动场景(如内窥镜)优先选择直径13mm的RE13电机,重载工业应用可选直径30mm的RE30电机。
模块化集成:支持电机、减速器、编码器、制动器的一体化设计(如RE30关节模组,集成谐波减速器与增量编码器)。
4. 效率与能耗
效率曲线:优先选择效率≥90%的电机(如EC系列无刷电机),降低长期运行成本。
电压等级:移动机器人电池供电场景建议24V电压(如RE30在24V下额定电流0.625A,较48V方案电流减半,减少线缆损耗)。
二、电机类型选择:有刷 vs 无刷
1. 有刷直流电机(RE系列)
优势:结构简单、控制容易、成本低。
适用场景:
微型驱动:RE13(直径13mm,额定功率3W)用于内窥镜旋转机构,启动时间<50ms。
便携设备:RE16(直径16mm,额定功率2W)驱动便携式血糖仪微量泵,效率达79%。
局限性:电刷磨损需定期维护,寿命约2000小时(无刷电机可达1万小时以上)。
2. 无刷直流电机(EC系列)
优势:长寿命、高效率、低电磁干扰。
适用场景:
高速精密:ECX SPEED系列(直径22mm,转速10万转/分钟)用于达芬奇手术机器人关节驱动,定位精度0.02mm。
极端环境:深空定制款采用钛合金与碳纤维复合材料,耐受-130℃至+120℃温差。
选型要点:需匹配驱动器(如EPOS4支持CANopen/EtherCAT总线),实现多轴同步控制。
三、关键参数匹配:从数据到性能
1. 扭矩与电流
额定扭矩:电机连续运行的最大转矩(如RE25额定扭矩28mNm),需大于负载需求(含安全系数1.5-2倍)。
堵转扭矩:电机短时过载能力(如RE30堵转扭矩280mNm),用于应对启动冲击。
电流匹配:根据负载扭矩选择驱动器持续电流(如ADS 50/10驱动器支持20A持续电流)。
2. 速度与减速比
空载转速:电机无负载时的最高转速(如RE16空载转速7500rpm),需结合减速器调整输出速度。
减速比选择:
高精度场景:GPX行星减速机(回程误差<1弧分),减速比10:1时输出扭矩280mNm。
轻载高速场景:谐波减速机(减速比50:1),适用于物流分拣机器人关节。
3. 编码器与反馈
分辨率:根据控制精度选择编码器线数(如MR6CPT编码器,2通道,适用于AGV小车路径跟踪)。
类型:
增量式:成本低,适用于速度控制(如RE系列标配)。
绝对式:断电后位置记忆,适用于机器人关节定位(如EC系列可选)。
四、选型工具与支持:从手册到定制
1. 官方选型软件
MAXON SELECTOR:输入负载、速度、环境等参数,自动推荐电机型号及配套驱动器。
仿真工具:模拟电机热负荷、效率曲线,优化选型方案。
2. 技术文档支持
参数表:提供电机扭矩-速度曲线、效率图、热阻数据(如RE30电机热阻0.3K/W)。
应用案例库:参考NASA火星车、达芬奇手术机器人等成功案例的选型逻辑。
3. 定制化服务
特殊需求:支持非标尺寸、材料(如生物兼容性涂层)、性能定制(如超低温电机)。
快速原型:通过3D打印与CNC加工,72小时内提供样品。
五、选型流程:从需求到落地
明确应用场景:工业自动化、医疗设备、航空航天等。
定义负载参数:扭矩、速度、加速度、惯量。
筛选电机类型:有刷/无刷、直流/交流。
匹配关键参数:扭矩、速度、减速比、编码器。
验证环境适应性:温度、防护等级、振动。
优化效率与成本:选择高效电机与驱动器组合。
咨询技术支持:通过MAXON全球服务网络获取方案。