Elektriske motorer fungerer typisk kun godt ved høje hastigheder, og sammenlignet med noget som en forbrændingsmotor har relativt lavt drejningsmoment. Faste udvekslingsforhold bruges til at klare denne iboende begrænsning.

Derudover vil nogle designs bruge et gearstang, så de kan designe et fejlpunkt i deres system, der ikke er motoren. Hvis systemet, robotarm i dit eksempel, bruger en meget dyr motor, vil du muligvis have en billigere komponent til at svigte og beskytte din motor i tilfælde af overbelastning.

En given masse af kobber og jern kan kun producere så meget drejningsmoment: øget drejningsmoment yderligere ville kræve mere strøm, hvilket betyder (a) den øgede magnetiske flux mætter jernet og (b) I ^ 2R-tabene i kobberet overophedes motor. Så mere drejningsmoment kræver mere jern og kobber; dvs. en større, tungere og dyrere motor.

Desuden, fordi øget drejningsmoment kommer på bekostning af øgede I ^ 2R-tab, er elektriske motorer mest effektive, når de anvendes ved lette momentbelastninger.

Der er ingen tilsvarende grundlæggende begrænsning af hastighed . Børstede motorer har grænser for børsteslitage, friktion, opvarmning og erosion fra gnistende, men nyere motorer (BLDC osv.) Har ingen sådanne overvejelser op til deres lejers hastighedsgrænser og materialestyrkegrænser under centrifugalkraft.

For at bruge en motor effektivt kører du den hurtigt og producerer relativt lille drejningsmoment. Så har det drejningsmoment i reserve, når du har brug for det til kortsigtede formål (acceleration osv.).

Så hvis du har brug for højt drejningsmoment og lav hastighed, vil gearing af en motor med høj hastighed normalt være mere effektiv, lavere omkostninger , lettere, bruger mindre materiale og dermed sandsynligvis billigere end en motor med direkte drev, der bruges ved lav hastighed.

Der er forskellige grunde til, at man måske vælger at bruge en gearmotor med et fast udvekslingsforhold for en robotarm frem for en ikke-gearet motor:

• Som Carlton kommenterede dit spørgsmål, kan det være vanskeligt at finde en ikke-ophugget motor, der opfylder de specifikke hastighed / momentkrav til en given applikation, og en motor, der kan give tilstrækkeligt drejningsmoment, kan være for stor / massiv til robotarmen (og kan også være for strømhungrende)
• Fra et kontrolperspektiv, forudsat at motoren er lille, og gearforholdet bruges til at øge drejningsmomentet / reducere hastigheden, ville en stor ændring i motorens vinkel resultere i en lille ændring i robotarmens vinkel; dette vil betyde, at du måske er i stand til mere nøjagtigt at styre armens position ved at måle og styre motorens position (større vinkel = lettere at måle)
• Det er også fuldstændigt muligt, at de skete at have en motor af en bestemt størrelse tilgængelig og besluttede at bruge den i stedet for at skaffe en anden, måske dyrere, motor til armen

Jeg er sikker på, at der er mange andre faktorer at overveje , men på et højt niveau bør dette give dig en idé om, hvorfor robotarmen muligvis ikke er designet til at bruge en ikke-gearet motor.

Gear og bælter osv. bruges til at ændre hastigheden og endnu vigtigere momentet på inputenheden (motoren). Rotationsbelastninger accelereres med drejningsmoment til en bestemt hastighed. Du reducerer inertien af ​​en bevægende belastning ved at installere en gearkasse eller en anden hastighedsreducerende enhed. Hvis du f.eks. Har et reduktionsforhold på 5: 1, øges motormomentet med en faktor 5, og inerti er (1/5) ** 2 den ikke-reducerede værdi.