Aké faktory by som mal zvážiť pri dimenzovaní servomotora?

Dimenzovanie an priemyselný servomotor je kritickým krokom v akomkoľvek návrhu systému riadenia pohybu. Nesprávne nastavenie môže viesť k slabému výkonu, častým poruchám alebo zbytočným nákladom. Namiesto toho, aby ste si vybrali motor na základe všeobecného hodnotenia výkonu, profesionálny prístup zahŕňa podrobnú analýzu špecifických požiadaviek vašej aplikácie.

Ak chcete správne dimenzovať servomotor, musíte zvážiť nasledujúce kľúčové faktory.

1. Analýza pohybového profilu

Prvým krokom je definovanie požadovaného pohybu. Pohybový profil rozdeľuje jeden pohybový cyklus na segmenty zrýchlenia, konštantnej rýchlosti a spomalenia.

• Čas zrýchlenia a spomalenia: Toto určuje maximálny krútiaci moment potrebný na spustenie a zastavenie záťaže. Rýchlejšie rampy vyžadujú vyšší krútiaci moment.

• Čas konštantnej rýchlosti: Motor musí poskytovať určitú úroveň nepretržitého krútiaceho momentu, aby prekonal trenie a iné sily počas časti pohybu v ustálenom stave.

• Čas zotrvania: Čas medzi pohybovými cyklami je rozhodujúci na to, aby motor mohol vychladnúť. Ovplyvňuje schopnosť motora zvládnuť požiadavky ďalšieho cyklu.

2. Zaťaženie a zotrvačnosť

Schopnosť motora pohybovať nákladom je priamo viazaná na zotrvačnosť systému. Zotrvačnosť je miera odporu objektu voči zmene pohybu.

• Zotrvačnosť zaťaženia: Toto je zotrvačnosť všetkého, čo motor potrebuje na pohyb, vrátane samotného nákladu, ozubených kolies, kladiek a akýchkoľvek iných mechanických komponentov.

• Zotrvačnosť motora: Toto je zotrvačnosť rotora motora. Ideálnym scenárom je, aby zotrvačnosť motora bola malým zlomkom celkovej zotrvačnosti systému. Dobrým pravidlom je mať pomer zotrvačnosti záťaže k motoru medzi nimi 3:1 a 5:1 , hoci pomery až 10:1 môžu byť prijateľné pri správnom ladení. Neprispôsobená zotrvačnosť môže spôsobiť nestabilné alebo ťažko laditeľné regulačné slučky, čo vedie k vibráciám a zlej presnosti polohovania.

3. Požiadavky na krútiaci moment

Krútiaci moment je rotačná sila produkovaná motorom. Musíte zvážiť dva typy krútiaceho momentu:

• Trvalý krútiaci moment ( $$T_C$$

  Toto je maximálny krútiaci moment, ktorý môže motor nepretržite produkovať bez prehriatia. Je potrebný na prekonanie síl v ustálenom stave, ako je trenie a gravitácia. Je to priemerný krútiaci moment počas celého pracovného cyklu.

• Špičkový krútiaci moment ( $$T_P$$

  Toto je maximálny krútiaci moment, ktorý môže motor krátkodobo dodať, zvyčajne počas zrýchľovania alebo spomaľovania. Špičkový krútiaci moment motora musí byť vyšší ako maximálny krútiaci moment zrýchlenia vašej aplikácie, aby sa zabezpečil dynamický výkon.

Na výpočet požadovaného nepretržitého krútiaceho momentu môžete použiť metódu efektívnej hodnoty krútiaceho momentu, berúc do úvahy úrovne krútiaceho momentu a trvanie pre každý segment profilu pohybu. Vypočítaný RMS krútiaci moment musí byť menší ako menovitý trvalý krútiaci moment motora ( $$T_C$$ ). Podobne musí byť požadovaný špičkový krútiaci moment nižší ako menovitý maximálny krútiaci moment motora ( $$T_P$$ ).

4. Požiadavky na rýchlosť

Rýchlosť motora je ďalším kritickým faktorom. Zvolený motor musí byť schopný dosiahnuť maximálnu rýchlosť požadovanú vaším pohybovým profilom. Mali by ste zvážiť aj krivku otáčok a krútiaceho momentu motora. So zvyšujúcou sa rýchlosťou často klesá dostupný krútiaci moment. Uistite sa, že motor môže poskytnúť potrebný krútiaci moment pri požadovanej rýchlosti.

5. Environmentálne faktory

An priemyselný servomotor musí odolávať podmienkam svojho prevádzkového prostredia.

• teplota: Uistite sa, že rozsah prevádzkovej teploty motora je vhodný pre prostredie. Vysoké okolité teploty môžu znížiť výkon motora.

• Hodnotenie ochrany proti vniknutiu (IP): Toto hodnotenie udáva odolnosť motora voči prachu a kvapalinám. V prašnom alebo mokrom prostredí je nevyhnutné vyššie IP hodnotenie, aby sa zabránilo poškodeniu motora.

• Vibrácie a šok: Motor by mal byť dostatočne mechanicky odolný, aby zvládol akékoľvek vibrácie alebo otrasy prítomné v aplikácii.

Dôkladným zvážením každého z týchto faktorov – pohybového profilu, zotrvačnosti, krútiaceho momentu, rýchlosti a prostredia – si môžete vybrať priemyselný servomotor ktorý poskytuje optimálny výkon, efektivitu a dlhú životnosť pre vašu konkrétnu aplikáciu. Dôkladný proces dimenzovania nielen zaisťuje spoľahlivú prevádzku, ale tiež vám pomáha vyhnúť sa nadmernému dimenzovaniu, ktoré môže viesť k vyšším nákladom a plytvaniu energiou.