AGV小車驅動力的計算

猛子MZ

感覺應該是克服了滾動摩擦，但是不能克服靜摩擦

批發(fā)商0719

輪子大小不考慮嗎？

地獄天使qq

l7612175 發(fā)表于 2024-3-21 12:04
我一般都是把這三項加起來，看了前面的回復，其實問題都在加速阻力上，樓主說的滾動摩擦和靜摩擦0.03和0. ...

       都討論到了72樓了，都沒有一個兄弟能完全說明白的，只有66樓的兄弟說的比較準確，但并沒有說完全。計算電機的驅動力時即要考慮滾動摩擦力，也要考慮最大靜摩擦力，像66樓兄弟說的小車跑起來時只需考慮克服（滾動摩擦力+坡道阻力+加速阻力）之和即可，但小車啟動瞬間也是要考慮電機的最大的啟動力矩是否足夠克服小車的（最大靜摩擦力+坡道阻力+加速阻力）之和形成的阻力矩，否則可能出現(xiàn)小車啟動瞬間跑不動的情況。      另外最大靜摩擦力還要用來校驗懸掛彈簧是否提供了足夠的正壓力，因為這個正壓力與驅動輪的附著力有關，想要驅動輪不打滑，必須保證驅動輪的附著力大于小車的（最大靜摩擦力+坡道阻力+加速阻力）之和，否則小車會在啟動瞬間出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。

      至于MSM上為什么計算出來電機的功率偏大這么多，這里就要給你們科普幾個電機的概念詞了：空載、額定（最大效率）、最大功率、堵轉，空載就不多說了，大家都明白，額定也就是電機在最大效率狀態(tài)下的各個參數(shù)，比如額定功率，額定扭矩就是電機在最大效率狀態(tài)下的功率和扭矩，最大功率就是電機能達到的最大功率（一般額定功率=0.45或0.5倍最大功率），一般這時候的扭矩是額定扭矩的4倍左右，而堵轉就是電機被負載堵住轉不動了，此時電機的功率比最大功率低很多，因為電機純發(fā)熱了，些時堵轉扭矩一般是額定扭矩的8倍左右，如圖1。
       對于電機的選型，一般把正常運作狀態(tài)下所需的功率和扭矩做為額定功率即可，這樣做出來的機器是能耗等級最高，也就是一級能效，就是省電的意思，再不濟把正常運作狀態(tài)下所需的功率當最大功率（當然得考慮安全系數(shù)并且前提是啟動扭矩得小于堵轉扭矩，不然會燒電機），這樣做出來的機器能耗高，但電機成本低（耗不耗電是用戶的事，哈哈）。

圖2是我在MSM上代入數(shù)據(jù)得出來的計算結果：6輪差速驅動底盤，小車自重150kg，載重400kg，總效率0.9，安全系數(shù)1.2?？梢钥闯鯩SM上算出的總阻力矩是410N.m，注意它這里計算的是啟動瞬間的最大阻力矩，不是行駛過程中的阻力矩，根據(jù)這個最大阻力矩推算出電機所需的功率為1.14kW，然后MSM將它*1.2的安全系數(shù)得到1.37kW的功率作為額定功率，所以問題就出在這了，我們都知道行駛過程中的阻力要小得多，而小車大部分時間都是在阻力很小的行駛狀態(tài)，啟動只是瞬間而已，如果將啟動瞬間所需的功率作為額定功率的話，那當小車進入行駛狀態(tài)時，所需功率會比額定功率小很多，這就成了大馬拉小車，造成電機浪費；對于電機的選型一般是根據(jù)扭矩和轉速來定，扭矩和轉速定了，功率自然就定了，而不是盲目根據(jù)功率來定的，有些電機是大功率高轉速而低扭矩的，對于AGV電機的選型要確保以下幾個條件：①額定扭矩≤（滾動摩擦力+坡道阻力+加速阻力）形成的阻力矩*1.2≤電機最大功率對應的扭矩，至于選擇接近額定扭矩還是最大功率的扭矩，這取決于你想省電還是想省成本了；②小車的啟動瞬間的（最大靜摩擦力+坡道阻力+加速阻力）之和形成的阻力矩*1.2=3-6倍額定扭矩，不要太接近堵轉扭矩，不然容易造成燒電機，有些電機給出了最大瞬時力矩，按這個來定也行，即電機的電大瞬時力矩>小車的啟動最大阻力矩即可，③電機在該負載工況下提供的轉速經(jīng)過減速箱后仍能滿足行駛速度要求；如圖3，是220V400W的LW-XP/60伺服電機的參數(shù)表，它的最大瞬時力矩是3.82N.m，大于圖2中MSM計算的2.28N.m，最大轉速為5000rpm，也大于MSM上計算所需的轉速4774.65rpm，所以這個400W的電機是完全能滿足需求的，根本用不到1.37kW的電機。你會發(fā)現(xiàn)甚至400W功率的電機都選大了，因為這個工況小車的最大行駛阻力矩才0.5N.m，而電機的額定扭矩已經(jīng)1.27N.m了，大太多了。

補充內容 (2024-12-25 20:33):
這里電機我選錯了，選了220V的，AGV的伺服電機是48V的，不過選型思路是沒錯的，換回48V無非是電流大點而已，另外最后一句也說錯了，應該是行駛狀態(tài)最大的阻力矩是50N.m，經(jīng)過減速比換算，電機所需的扭矩是0.5N.m

默魔

東北小王子lk 發(fā)表于 2023-9-1 09:29
你在小車運動時，克服滾動摩擦沒問題吧，但是小車沒啟動時，不是應該克服最大靜摩擦力嗎，難道每次啟動小車 ...

不是的，克服靜摩擦力  相當于車輪抱閘的情況下，在后面有人推小車，顯然和電機驅動輪子克服輪子滾動前的力是不一樣的

默魔

行百里 發(fā)表于 2023-11-16 14:48
跟推箱子原理一樣啊，先讓箱子動，這個力要大一些，我們常常按最大靜摩擦力，動起來之后克服的就是滾動摩 ...

不是的，克服靜摩擦力  相當于車輪抱閘的情況下，在后面有人推小車，顯然和電機驅動輪子克服輪子滾動前的力是不一樣的

你的箱子動是滑動，輪子動是滾動，你仔細想不一樣的

15370722363

Dreaming___snai

地獄天使qq 發(fā)表于 2024-12-25 14:36
都討論到了72樓了，都沒有一個兄弟能完全說明白的，只有66樓的兄弟說的比較準確，但并沒有說完全 ...

大致贊同，所以我最后是用電機的峰值扭矩來匹配加速狀態(tài)下的阻力矩，額定扭矩來匹配正常運行狀態(tài)下的阻力矩，問過廠家他們的電機可以在峰值扭矩下維持運行十秒，而加速時間通常不會超過5秒

地獄天使qq

Dreaming___snai 發(fā)表于 2025-2-17 09:50
大致贊同，所以我最后是用電機的峰值扭矩來匹配加速狀態(tài)下的阻力矩，額定扭矩來匹配正常運行狀態(tài)下的阻力 ...

額定扭矩匹配正常運行狀態(tài)下的阻力矩是對的，但電機的峰值扭矩不是匹配加速狀態(tài)下的阻力矩，而是匹配啟動瞬間的阻力矩，而且還要考慮更嚴苛的工況，比如坡道凹坑處啟動，這時的總阻力矩要小于電機的峰值扭矩的0.8倍

dickych

謝謝樓主分享

浴月弄影

東北小王子lk 發(fā)表于 2023-9-1 09:29
你在小車運動時，克服滾動摩擦沒問題吧，但是小車沒啟動時，不是應該克服最大靜摩擦力嗎，難道每次啟動小車 ...

有沒有輪子還是不一樣的吧，所謂最大靜摩擦力通常指的是滑動摩擦力，如果啟動的時候要克服的是最大靜摩擦力，那挪動西的時候在重物下面墊上圓形物體還有什么意義？計算的時候可以按滾動摩擦力計算，加上啟動系數(shù)。