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標題: [開源造車]51單片機兩輪自平衡小車電機選型估算方法 [打印本頁]

作者: 喵大    時間: 2015-11-6 15:58
標題: [開源造車]51單片機兩輪自平衡小車電機選型估算方法
電機是整個兩輪自平衡小車系統里面很重要的部分,當然,兩個電機也構成了整個小車最重的部分。要根據系統制作要求來選擇合適的電機。
電機的選型,是小車的穩定性能的致命一環。電機選得好,可以輕易讓小車直立行走;電機選得不合適,白白浪費時間精力也硬不起來。
平衡車,本質上是在用堵轉扭矩平衡負載重力分量產生的扭矩,充要條件是電機扭矩要能抵抗負載扭矩,電機扭矩要大,所以選擇功率大些力矩電機就行了。說白了,功率要大;轉動慣量大似乎的更穩定,所以不用空心杯的也許更好; 2:減速比可以大一點,用較大的輪子; 3:重心越靠下,抗擾性越強。
大家都應該知道,一定范圍內,直流電機的轉速與電壓成正比,電流主要取決于負載。 電機電流與扭矩的關系在電流小于額定電流時,電流與扭矩成正比,當電流超過額定電流使鐵芯磁飽和時,電流增加,扭矩就不增加了。
所以,我們要關注兩個電機參數:電流/扭矩常數、電壓/轉速常數
不帶編碼器的直流有刷電機很多,種類繁雜,但是因為平衡車要進行控速的話還需要有編碼器,為了減免不必要的工作量,并保證質量,我們應盡量選取帶有編碼器的直流有刷電機。
常見的三款編碼器直流減速電機:
GA25減速電機(帶334光電編碼器,含保護罩)
GB37減速電機(帶448光電編碼器,不含保護罩)
GB37減速電機(16CPR霍爾效應編碼器,不受粉塵等影響)
先說說上面兩款GB37,雖然448光電編碼器精度非常高,但是這款電機有個致命弊端-沒有保護罩,448線的光柵非常的密集,很容易受環境影響,你拿到灰塵大的馬路邊溜一圈,光柵就有可能臟了,這會導致小車大姨媽無法站立。而且我們并不需要過高的精度,16CPR霍爾效應編碼器的精度已經夠我們的制作要求了,下面會說到一個大概的計算方法。
所以,不考慮不帶保護罩的GB37電機。
剩下 帶保護罩的GA25電機 和 使用霍爾效應編碼器的GB37電機 才是我們要作比較的。
GA25電機參數:
GB37電機參數(帶16CPR霍爾效應編碼器)
綜上比較兩款電機的性能:
轉速:GB37>25GA
力矩:GB37>25GA
編碼器精度:GB37<25GA
電機尾部加裝雙通道霍爾效應編碼器,AB雙路輸出,單路每圈脈沖16CPR,雙路上下沿共輸出64CPR 減速比為30,輪子轉一圈,那么編碼器轉30圈,編碼器時16CPR,則3016=480脈沖,輪子周長為65pi=204mm,則精度為204/480=0.425mm。如果把每一路脈沖的上沿和下沿都利用起來,相當于四倍頻16×4=64,此時精度為204/64/30=0.10625mm。這精度已經夠用了,可以做到小車原地直立。
最終,我們選取了GB37(帶16CPR霍爾效應編碼器)。


作者: koenlee93    時間: 2016-7-16 18:12
還是有點不明白




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