自配型減速電機(jī)如何達(dá)到最高效率？
通常來(lái)說(shuō)，每一款電機(jī)都會(huì)有指定電機(jī)效率。然而，系統(tǒng)總效率，即電機(jī)加齒輪箱，既不清楚也不容易計(jì)算。這樣一來(lái)，就會(huì)讓產(chǎn)品目錄中的齒輪箱效率規(guī)格不可靠。目錄通常只提供一個(gè)不完全準(zhǔn)確的效率等級(jí)。效率取決于許多因素，尤其是齒輪箱負(fù)載。大多數(shù)電機(jī)都沒有列出效率容差，或重載齒輪箱與正常負(fù)載下運(yùn)行的齒輪箱之間的效率差異。
教大家一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算公式，齒輪箱的電輸入功率乘以電機(jī)效率就是齒輪箱的輸入功率。輸出功率是變速箱轉(zhuǎn)速和負(fù)載扭矩。輸出功率與輸入功率之比等于效率。
齒輪箱中的功率損失主要是由于摩擦產(chǎn)生的熱量。在微型齒輪箱中，熱量不是什么大問題，因?yàn)樗婕暗墓β蕮p失和絕對(duì)功率量相對(duì)較小。然而，大型齒輪箱使用油冷卻器和泵來(lái)補(bǔ)償齒輪箱的低效率。
因此，摩擦?xí)绊扆X輪箱效率，因此需要關(guān)注齒輪的質(zhì)量、嚙合次數(shù)和負(fù)載扭矩。
一般規(guī)則是負(fù)載越輕，傳動(dòng)比越高，齒輪箱實(shí)際達(dá)到電機(jī)指定效率的可能性就越小。輕載和高傳動(dòng)比往往會(huì)導(dǎo)致齒輪箱效率低下。但是在重載和高傳動(dòng)比的情況下，齒輪箱將接近其理論效率。
不管怎么說(shuō)，整體系統(tǒng)效率取決于電機(jī)和齒輪箱的效率。如果電機(jī)和齒輪箱的效率各為 50%，則將這兩個(gè)效率相乘得出系統(tǒng)效率。在低速比下，電機(jī)比齒輪箱負(fù)載更重。與高減速比相比，低減速比讓電機(jī)“看到”更多的負(fù)載。例如，22:1 變速箱的最大效率約為 76%，電機(jī)的最大效率約為 80%。但是，兩者不會(huì)同時(shí)發(fā)生。當(dāng)電機(jī)達(dá)到最高效率時(shí)，齒輪箱效率接近 63% 而不是 74%。因此，當(dāng)電機(jī)處于最高效率時(shí)，齒輪箱反而處于低速比。
這是一個(gè)關(guān)鍵問題。假設(shè)齒輪箱具有恒定的效率會(huì)導(dǎo)致計(jì)算錯(cuò)誤。在這種情況下，10% 的效率差異可能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)效率意義重大。在更高的齒輪箱比下，電機(jī)和齒輪箱的效率遵循相似的曲線，因?yàn)榇藭r(shí)齒輪箱比電機(jī)承受更多的負(fù)載。這導(dǎo)致齒輪箱和電機(jī)的最高效率。
可變電機(jī)速度在整個(gè)方程中呈現(xiàn)出另一組變量。藤尺總結(jié)出，在大約 150:1 到 200:1 時(shí)，齒輪箱和電機(jī)效率同時(shí)達(dá)到峰值。總結(jié)，要使用最少的功率，必須緊密匹配電機(jī)、齒輪箱和負(fù)載才能獲得最佳系統(tǒng)效率。
