Mitä tekijöitä minun tulee ottaa huomioon servomoottorin mitoituksessa?

Mitoitus an teollinen servomoottori on kriittinen askel missä tahansa liikkeenohjausjärjestelmän suunnittelussa. Väärin johtaminen voi johtaa huonoon suorituskykyyn, toistuviin vioihin tai tarpeettomiin kustannuksiin. Sen sijaan, että valitsisit moottorin yleisen teholuokituksen perusteella, ammattimaiseen lähestymistapaan kuuluu yksityiskohtainen analyysi sovelluksesi erityisvaatimuksista.

Servomoottorin oikean koon mitoittamiseksi sinun on otettava huomioon seuraavat avaintekijät.

1. Liikeprofiilin analyysi

Ensimmäinen askel on määrittää tarvittava liike. Liikeprofiili jakaa yksittäisen liikesyklin kiihtyvyyden, vakionopeuden ja hidastuvuuden segmentteihin.

• Kiihtyvyys ja hidastusaika: Tämä määrittää suurimman vääntömomentin, joka tarvitaan kuorman käynnistämiseen ja pysäyttämiseen. Nopeammat rampit vaativat suuremman vääntömomentin.

• Vakionopeusaika: Moottorin on tarjottava tietty jatkuva vääntömomentti kitkan ja muiden voimien voittamiseksi liikkeen vakaan tilan aikana.

• Viipymäaika: Liikejaksojen välinen aika on ratkaiseva moottorin jäähtymisen kannalta. Se vaikuttaa moottorin kykyyn käsitellä seuraavan syklin vaatimuksia.

2. Kuorma ja hitaus

Moottorin kyky siirtää kuormaa on suoraan sidottu järjestelmän inertiaan. Inertia on mitta, jolla mitataan kohteen vastustuskykyä liikkeen muutokselle.

• Kuorman hitaus: Tämä on kaiken, mitä moottori tarvitsee liikkuakseen, inertia, mukaan lukien itse kuorma, vaihteet, hihnapyörät ja muut mekaaniset komponentit.

• Moottorin inertia: Tämä on moottorin roottorin inertia. Ihanteellinen skenaario on, että moottorin inertia on pieni murto-osa järjestelmän kokonaisinertiasta. Hyvä nyrkkisääntö on, että kuorman ja moottorin inertiasuhde on välillä 3:1 ja 5:1 , vaikka suhteet jopa 10:1 voidaan hyväksyä oikealla virityksellä. Virheellinen inertia voi aiheuttaa epävakaita tai vaikeasti viritettäviä ohjaussilmukoita, mikä johtaa tärinään ja huonoon paikannustarkkuuteen.

3. Vääntömomenttivaatimukset

Vääntömomentti on moottorin tuottama pyörimisvoima. Sinun on otettava huomioon kaksi vääntömomenttityyppiä:

• Jatkuva vääntömomentti ( $$T_C$$

  Tämä on suurin vääntömomentti, jonka moottori voi tuottaa jatkuvasti ilman ylikuumenemista. Sitä tarvitaan vakaan tilan voimien, kuten kitkan ja painovoiman, voittamiseksi. Se on keskimääräinen vääntömomentti koko käyttöjakson aikana.

• Huippuvääntömomentti ( $$T_P$$

  Tämä on suurin vääntömomentti, jonka moottori voi tuottaa lyhyen ajan, tyypillisesti kiihdytyksen tai hidastuksen aikana. Moottorin huippuvääntömomentin on oltava suurempi kuin sovelluksesi suurin kiihdytysmomentti dynaamisen suorituskyvyn varmistamiseksi.

Voit käyttää neliökeskiarvomenetelmää (RMS) laskeaksesi vaaditun jatkuvan vääntömomentin, ottaen huomioon liikeprofiilin kunkin segmentin vääntömomenttitasot ja -kestot. Lasketun RMS-vääntömomentin on oltava pienempi kuin moottorin nimellinen jatkuva vääntömomentti ( $$T_C$$ ). Vastaavasti vaaditun huippuvääntömomentin on oltava pienempi kuin moottorin nimellinen huippuvääntömomentti ( $$T_P$$ ).

4. Nopeusvaatimukset

Moottorin nopeusluokitus on toinen kriittinen tekijä. Valitun moottorin on kyettävä saavuttamaan liikeprofiilisi edellyttämä enimmäisnopeus. Kannattaa myös ottaa huomioon moottorin nopeus-momenttikäyrä. Nopeuden kasvaessa käytettävissä oleva vääntömomentti usein pienenee. Varmista, että moottori pystyy antamaan tarvittavan vääntömomentin vaaditulla nopeudella.

5. Ympäristötekijät

An teollinen servomoottori sen on kestettävä toimintaympäristönsä olosuhteet.

• Lämpötila: Varmista, että moottorin käyttölämpötila-alue on ympäristöön sopiva. Korkeat ympäristön lämpötilat voivat heikentää moottorin suorituskykyä.

• Ingress Protection (IP) -luokitus: Tämä arvo ilmaisee moottorin pölyn ja nesteiden kestävyyden. Pölyisissä tai märissä ympäristöissä korkeampi IP-luokitus on välttämätön moottorivaurioiden estämiseksi.

• Tärinä ja isku: Moottorin tulee olla mekaanisesti riittävän kestävä kestämään sovelluksessa esiintyviä tärinöitä tai iskuja.

Kun jokainen näistä tekijöistä – liikeprofiili, inertia, vääntömomentti, nopeus ja ympäristö – harkitaan huolellisesti, voit valita teollinen servomoottori joka tarjoaa optimaalisen suorituskyvyn, tehokkuuden ja pitkäikäisyyden tiettyyn sovellukseesi. Perusteellinen mitoitusprosessi varmistaa luotettavan toiminnan, mutta auttaa myös välttämään ylimitoitusta, joka voi johtaa korkeampiin kustannuksiin ja hukkaan energiaan.