調速馬達/無刷馬達 無刷馬達停止精度
在進行高精度定位操作時，通常會使用停止精度優異的步進馬達和伺服馬達。
然而，根據操作條件和使用情況，即使是無刷馬達也可能會過轉幾mm而停止。
在本節中，我們將介紹如何利用無刷馬達的過轉特性（代表值）計算停止精度，以及如何有效地利用它們來提高停止精度。
什麼是停止精度？
停止精度是指「停止位置相對於目標位置的誤差」，可以認為是「停止精度=過轉+變異數」。
影響停止精度的因素主要有3個，下表紅框內的狀態「過轉+變異數」會更小。
現在，我們將重點放在馬達可以調節的轉速，並計算無刷馬達的停止精度。
| 主要因素 | 停止精度 （過轉+變異數） |
|
|---|---|---|
| 轉速 | 快 | 高 |
| 慢 | 小 | |
| 負載慣性慣量 | 高 | 高 |
| 小 | 小 | |
| 摩擦負載 | 高 | 小 |
| 小 | 高 | |
計算條件
- 適用
- 皮帶輸送帶
- 皮帶轉速
- VL = 0.05~1 [m/s]
- 馬達電源用
- 單相AC100V
- 滾筒直徑
- D = 0.1 [m]
- 滾輪重量
- m2 = 1 [kg]
- 皮帶和負載的總重量
- m1 = 7 [kg]
- 外力
- FA = 0 [N]
- 滑動面摩擦係數
- μ = 0.3
- 皮帶和滾筒效率
- η=0.9
事前的選用計算，確認120 W馬達+減速比為15的減速機可以運輸負載，建議查看BLE2系列「產品名稱：BLM5120HPK+5H15S+BLE2D120-A」
1。停止精度的計算：NM = 3,000 r/min
使用過轉特性（代表值）。
請參閱此處
- *無刷馬達的過轉特性（代表值）BMU系列，BLE2系列， BXⅡ系列，以及 BLH系列顯示在每個產品的詳細資訊頁面上。對於其他系列，請聯繫客戶支援中心。
1) 馬達軸轉換
由於圖表顯示的是馬達單獨的值，因此請將選型計算中獲得的減速機軸的轉速和負載慣性慣量換算為馬達軸。
- ［1］
- 馬達軸轉速
NM = NG × i = 191 x 15 = 2,865 [r/min]
使用接近3,000 r/min的黑色虛線曲線。
- ［2］
- 馬達軸負載慣性慣量
JM = JG ÷ i 2 = 200 × 10-4 ÷152 ≒ 0.9 × 10-4 [kg·m2]
- ［3］
- 馬達軸過轉
當從［1］（黑色虛線曲線）和［2］（橫軸）讀取過轉（縱軸）值時，發現其約為0.9±0.2［Rev］。
2）減速機軸轉換
將1）中獲得的過轉量轉換為減速機軸。
ORG = ORM ÷ i = (0.9 ± 0.2) ÷ 15 ≒ 0.06 ± 0.013 [Rev]
3）皮帶傳動軸轉換
將2）所得到的過轉換算為皮帶傳動軸上的對應距離或角度。
ORC = D × π × ORG = 100 × 3.14 × (0.06 ± 0.013) ≒ 19 ± 4 [mm]
由上可知，皮帶傳動軸的停止精度為過轉19 mm，偏差約為±4 mm。
2-1。停止精度的提高：減速停止（NM=3,000 r/min →1,000 r/min → 停止）
從過轉特性可以看出，隨著轉速降低，過轉變小。
在此計算減速後停止時的過轉。
請遵循與「1. 停止精度的計算。
從1,000 r/min（藍色虛線曲線）和 0.9×10讀取過轉值（縱軸）-4 ［kg·m2］（橫軸）顯示約為0.2±0.1［Rev］。
將此值轉換為減速機軸。
ORG=ORM÷i =（0.2 ± 0.1）÷15≒0.013±0.007［Rev］
最後轉換為皮帶傳動軸。
ORC=D×π×ORG=100×3.14×（0.013±0.007) ≒ 4 ± 2［mm］
由上可知，減速停止時的停止精度為過轉4 mm，偏差約為±2 mm。
（這種情況下，除了停止位置的檢知器外，減速點處還需要一個檢知器。）
2-2。停止精度的提高：增加減速比（i=15→30）
如前所述，減速機軸的過轉是馬達軸的值除以減速比。
因此，透過增加減速比，可以最大限度地減少過轉。
在這裡，我們將計算減速比增加時的過轉。
（在這種情況下，皮帶速度也減半至最大0.5［m/s］。）
1）馬達軸轉換
- ［1］
- 馬達軸轉速
遵守相同條件「1. 停止精度的計算：NM=3,000 r/min」，使用 3,000 r/min的黑色虛線曲線。
- ［2］
- 馬達軸負載慣性慣量
JM=JG÷i 2=200×10-4÷302≒0.2 ×10-4［kg·m2］
- ［3］
- 馬達軸過轉
從［1］（黑色虛線曲線）和［2］（橫軸）讀取過轉值（縱軸）顯示約為0.6 ±0.2［Rev］。
2）減速機軸轉換
將1）中獲得的過轉量轉換為減速機軸。
ORG=ORM÷i=（0.6 ± 0.2）÷30≒0.02±0.007［Rev］
3）皮帶傳動軸轉換
將2）中所得的過轉換算為皮帶傳動軸。
ORC = D × π × ORG = 100 × 3.14 × (0.02 ± 0.007) ≒ 6 ± 2 [mm]
由上可知，當減速比從1/15增加到1/30時，停止精度過轉為6 mm，變化量約為±2 mm。
4。概括
介紹如何確定停止精度以及其他有效提高無刷馬達停止精度的方法。
| 馬達軸轉速［r/min］ | 減速比 | （皮帶轉速［m/s］） | 停止精度 | |
|---|---|---|---|---|
| 過轉［mm］ | 變異數［mm］ | |||
| 3,000 | 15 | 1） | 19 | ±4 |
| 3,000→1,000 | 15 | 1→0.35 | 4 | ±2 |
| 3,000 | 30 | 0.5 | 6 | ±2 |