A végleges szervomotor hasznos lehet a forgó mozgás technológiájához, de vannak olyan kihívások és korlátozások, amelyeknek a felhasználóknak tisztában kell lenniük.
Írta: Dakota Miller és Bryan Knight
Tanulási célok
- A valós rotációs szervo rendszerek elmaradnak az ideális teljesítménytől a műszaki korlátozások miatt.
- Számos típusú rotációs szervomotor előnyt nyújthat a felhasználók számára, de mindegyiknek van konkrét kihívása vagy korlátozása.
- A közvetlen meghajtó forgó szervomotorok a legjobb teljesítményt nyújtják, de drágábbak, mint a sebességváltó.
A kezelt szervomotorok évtizedek óta az ipari automatizálási eszközkészlet egyik leggyakoribb eszköze. A kezelt sevromotorok pozicionálást, sebesség -illesztést, elektronikus kamerát, tekercset, feszültséget, meghúzást és hatékonyan illeszkednek a szervomotor teljesítményének a terheléshez. Ez felveti a kérdést: a kezelt szervomotor a legjobb megoldás a forgó mozgás technológiájához, vagy van -e jobb megoldás?
Egy tökéletes világban egy forgó szervo rendszer nyomatékkal és sebességgel bír, amely megegyezik az alkalmazással, így a motor nem túl nagy, sem alulméretű. A motor, az átviteli elemek és a terhelés kombinációjának végtelen torziós merevségnek és nulla visszahúzódásnak kell lennie. Sajnos a valós világ rotációs szervo rendszerei eltérő mértékben elmaradnak az ideálról.
Egy tipikus szervo rendszerben a visszahúzódást úgy definiálják, hogy a motor és a terhelés a sebességváltó elemek mechanikai toleranciái által okozott mozgásveszteséget határoznak meg; Ez magában foglalja a sebességváltók, övek, láncok és kapcsolók minden mozgásveszteségét. Amikor egy gépet kezdetben bekapcsolnak, a terhelés valahol a mechanikai tűrés közepén lebeg (1A. Ábra).
Mielőtt a terhelést a motor mozgathatja, a motornak el kell forognia, hogy az összes laza laza legyen a sebességváltó elemekben (1B. Ábra). Amikor a motor a mozgás végén elkezdi lassulni, a terhelési helyzet valóban felülmúlhatja a motor helyzetét, mivel a lendület a terhelést a motor helyzetén túlmutatja.
A motornak ismét az ellenkező irányba kell vennie a lazítást, mielőtt nyomatékot alkalmazna a rakományra, hogy lassítsák (1C ábra). Ezt a mozgási veszteséget háttérképnek nevezzük, és általában ív-percben mérik, amely egyfokú 1/60-os. Az ipari alkalmazásokban a szervókhoz való használatra tervezett sebességváltók gyakran 3 és 9 ív-perc között vannak.
A torziós merevség a motor tengelyének csavarodásának, a sebességváltó elemeknek és a nyomaték alkalmazásának válaszként történő ellenállásának ellenállása. Egy végtelenül merev rendszer továbbítja a nyomatékot a terhelésbe, a forgási tengely körüli szögletes eltérés nélkül; Ugyanakkor még egy szilárd acél tengely is kissé elfordítja a nehéz terhelést. Az eltérés nagysága az alkalmazott nyomatéktól, az átviteli elemek anyagától és alakjától függ; Intuitív módon a hosszú, vékony alkatrészek több, mint rövid, zsíros. Ez a csavarás elleni ellenállás az, ami a tekercsrugókat működteti, mivel a tavaszi csavarások összenyomása a huzal minden fordulóját kissé; A kövér huzal merevebb rugót eredményez. A végtelen torziós merevségnél kevesebb, ami a rendszer rugójaként működik, azaz a potenciális energiát a rendszerben tárolják, mivel a terhelés ellenáll a forgásnak.
Kombinálva a véges torziós merevség és a visszaesés jelentősen romlik a szervo rendszer teljesítményét. A visszaesés bizonytalanságot vezethet be, mivel a motor kódolója jelzi a motor tengelyének helyzetét, nem pedig ott, ahol a visszaesés lehetővé tette a terhelés rendezését. A Backlash a hangolási problémákat is bevezeti, mivel a terhelés párok és a motorból nem szünetek röviden, amikor a terhelés és a motor fordított relatív iránya. A visszaesés mellett a véges torziós merevség az energiát tárolja azáltal, hogy a motor és a terhelés kinetikus energiáját potenciális energiává alakítja, később felszabadítva. Ez a késleltetett energiaválasztás terhelés rezgését okozza, rezonanciát indukál, csökkenti a maximális felhasználható hangolási nyereséget, és negatívan befolyásolja a szervo rendszer reakcióképességét és rendezési idejét. Minden esetben a visszaesés csökkentése és a rendszer merevségének növelése növeli a szervo teljesítményét és egyszerűsíti a hangolást.
Forgó tengely szervomotoros konfigurációi
A leggyakoribb forgó tengelykonfiguráció egy forgó szervomotor, amely beépített kódolóval rendelkezik a helyzet visszacsatolásához és egy sebességváltóhoz, amely a motor rendelkezésre álló nyomatékának és sebességének a szükséges nyomatékhoz és a terhelés sebességéhez illeszkedik. A sebességváltó egy állandó tápegység, amely a transzformátor mechanikus analógja a terhelés illesztéséhez.
A továbbfejlesztett hardverkonfiguráció közvetlen meghajtó forgó szervomotort használ, amely kiküszöböli az átviteli elemeket azáltal, hogy a terhelést közvetlenül a motorhoz kapcsolja. Míg a Gearmotor konfiguráció egy viszonylag kicsi átmérőjű tengelyhez kapcsolódó tengelyt használ, a közvetlen hajtó rendszer közvetlenül a sokkal nagyobb forgóremara felé csavarja a terhelést. Ez a konfiguráció kiküszöböli a visszaesést és jelentősen növeli a torziós merevséget. A magasabb pólusszám és a közvetlen hajtó motorok nagy nyomatékos tekercsei megegyeznek a sebességváltó nyomaték- és sebességjellemzőivel, 10: 1 vagy annál magasabb arányban.
A postai idő: november-12-2021
