原创 直线电机到旋转电机的折算

现在在使用贝加莱的ACOPOSmulti伺服做一个项目，其中要用其来控制直线电机。贝加莱的编程、控制软件AutomationStudio里面的设置只有旋转电机的，所以贝加莱提供了直线电机到旋转电机的折算方法，是一个excel文档，里面是用VBA宏函数来实现的。下面是这个文档的截图。

里面，绿色的，即B列的，是直线电机参数，对应的橙色的G列的自动生成折算过来的旋转电机的参数，然后就可以把这些参数写入到AutomationStudio中进行相应设置了。

今日得空对直线电机到旋转电机的折算问题研究一番：）

因为结构的不同，直线电机的参数与旋转电机的参数会有一些不同，当然一些电气参数还是一样的，比如电机的线（相）电阻、电感等，这些不会因为结构不同而出现差异。这里讨论一些不同的。

比如，旋转电机通常用到转速，单位为多少转每分钟，min^-1；而直线电机用直线运动的单位来表示速度，即m/s. 再比如旋转电机重要的机械参数是力矩，如最大力矩、额定力矩等；而直线电机是最大推力、额定推力等。

旋转电机有个很重要的参数，是极对数。这是由电机转子结构决定的，这决定了电机的机械特性。而对应到直线电机的动子，是极矩。我们看上图，左边第一个参数就是MOTOR_POLERPAIR_WIDTH极距，以国产某型电机为例，极距为32mm=0.032m，当输入0.032后，对应右边参数MOTOR_POLERPAIR极对数变成1.其实你写多少都是1，因为对于直线电机认为你的极对数就是1.

这里我们可以受到启发，就是这里认为直线电机是单极的旋转电机，电机轴旋转一圈走了0.032m，这样我们通过周 长=2πr，算出电机轴的半径r=0.032/2π≈0.005m.

这样下面的计算就比较容易了，如直线电机额定速度为80m/min≈1.33m/s，也就是每分钟直线电机运动80m，折算过来，80/0.032=2500转，这就约等于右边自动计算出来的2494了。其他它是这样算的，1.33/0.032=41.5625，即1秒转了41.5625圈，然后41.5625*60=2493.75≈2494了，其实它这个VBA宏算得很拧巴。

相应的，折算到旋转电机的力矩就是F*r=10*0.005=0.05Nm.

直线电机力常数对应旋转电机力矩常数（MOTOR_FORCE_CONST和MOTOR_TORQ_CONST），直线电机表示，1A电流产生多大的力，而旋转电机表示1A电流产生多大力矩。力和力矩就差一个距离，这个距离就是折算过来的电机半径。60*0.005=0.3≈0.306.

直线电机的反电势常数的单位是Vrms/（m/s），表示电机以1m/s速度运动产生多大的反电势，表中表示电机以1m/s速度运动会产生4V电压；旋转电机反电势常数单位为mVmin（mV/min^-1）表示每转产生多少mV的反电势，有时会用伏每千转这个单位。1m/s对应着，1/0.032=31.25，即1s转了31.25圈，31.25*60=1875min^-1，那么4V/1875≈0.00213V=2.31mV.

还有，直线电机重量与旋转电机转动惯量的折算，由J=mr²，即可折算过来。

上面这些是通过对贝加莱文档的研究，得到的直线电机与相应旋转电机的折算，当然对于贝加莱的运动控制系统是很有效的，不知道对其他品牌的伺服驱动器是否有效，希望对看过我blog的朋友会有帮助。

直线电机极矩是个很重要的参数啊，呵呵

附件是贝加莱提供的直线电机折算到旋转电机的excel文档。