Seleção do motor e inércia

A seleção do tipo de motor é muito simples, mas também muito complicada. Este é um problema que envolve muita comodidade. Se você deseja selecionar rapidamente o tipo e obter o resultado, a experiência é a mais rápida.

 

Na indústria de automação de projetos mecânicos, a seleção de motores é um problema muito comum. Muitos deles têm problemas na seleção, sejam grandes demais para serem desperdiçados ou pequenos demais para serem movidos. Não há problema em escolher um grande, pelo menos ele pode ser usado e a máquina pode funcionar, mas é muito difícil escolher um pequeno. Às vezes, para economizar espaço, a máquina deixa um pequeno espaço de instalação para a máquina pequena. Por fim, verifica-se que o motor foi selecionado para ser pequeno e o projeto foi substituído, mas o tamanho não pode ser instalado.

 

1. Tipos de motores

 

Na indústria de automação mecânica, existem três tipos de motores mais utilizados: assíncrono trifásico, passo e servo. Os motores DC estão fora do escopo.

 

Eletricidade assíncrona trifásica, baixa precisão, liga quando ligada.

Se precisar controlar a velocidade, você precisará adicionar um conversor de frequência ou uma caixa de controle de velocidade.

Se for controlado por um conversor de frequência, é necessário um motor especial de conversão de frequência. Embora motores comuns possam ser usados ​​em conjunto com conversores de frequência, a geração de calor é um problema e outros problemas ocorrerão. Para deficiências específicas, você pode pesquisar online. O motor de controle da caixa do governador perderá potência, especialmente quando for ajustado para uma marcha pequena, mas o conversor de frequência não.

 

Os motores de passo são motores de malha aberta com precisão relativamente alta, especialmente motores de passo de cinco fases. Existem muito poucos steppers domésticos de cinco fases, o que é um limite técnico. Em geral, o passo a passo não é equipado com redutor e é utilizado diretamente, ou seja, o eixo de saída do motor é conectado diretamente à carga. A velocidade de trabalho do stepper é geralmente baixa, apenas cerca de 300 rotações, claro, também há casos de uma ou duas mil rotações, mas também é limitada a sem carga e não tem valor prático. É por isso que não existe acelerador ou desacelerador em geral.

 

O servo é um motor fechado com a mais alta precisão. Existem muitos servos domésticos. Em comparação com marcas estrangeiras, ainda há uma grande diferença, principalmente na relação de inércia. Os importados podem chegar a mais de 30, mas os nacionais só chegam a cerca de 10 ou 20.

 

2. Inércia do motor

 

Desde que o motor tenha inércia, muitas pessoas ignoram este ponto ao selecionar o modelo, e este é muitas vezes o critério chave para determinar se o motor é adequado. Em muitos casos, ajustar o servo é ajustar a inércia. Se a seleção mecânica não for boa, aumentará o motor. Carga de depuração.

 

Os primeiros servos domésticos não tinham baixa inércia, média inércia e alta inércia. Quando tive contato com esse termo pela primeira vez, não entendi porque o motor com a mesma potência teria três padrões de inércia baixa, média e alta.

 

Baixa inércia significa que o motor é relativamente plano e longo, e a inércia do eixo principal é pequena. Quando o motor executa movimentos repetitivos de alta frequência, a inércia é pequena e a geração de calor é pequena. Portanto, motores com baixa inércia são adequados para movimento alternativo de alta frequência. Mas o torque geral é relativamente pequeno.

 

A bobina do servo motor com alta inércia é relativamente espessa, a inércia do eixo principal é grande e o torque é grande. É adequado para ocasiões com alto torque, mas sem movimento alternativo rápido. Devido ao movimento de alta velocidade para parar, o motorista precisa gerar uma grande tensão de reversão para interromper essa grande inércia, e o calor é muito grande.

 

De modo geral, o motor com pequena inércia tem bom desempenho de frenagem, partida rápida, resposta rápida à aceleração e parada, boa reciprocidade de alta velocidade e é adequado para algumas ocasiões com carga leve e posicionamento de alta velocidade. Como alguns mecanismos lineares de posicionamento de alta velocidade. Motores com inércia média e grande são adequados para ocasiões com grandes cargas e altos requisitos de estabilidade, como algumas indústrias de máquinas-ferramenta com mecanismos de movimento circular.

Se a carga for relativamente grande ou a característica de aceleração for relativamente grande, e um pequeno motor de inércia for selecionado, o eixo pode ser muito danificado. A seleção deve ser baseada em fatores como o tamanho da carga, o tamanho da aceleração, etc.

 

A inércia do motor também é um indicador importante dos servomotores. Refere-se à inércia do próprio servo motor, que é muito importante para a aceleração e desaceleração do motor. Se a inércia não for bem combinada, a ação do motor será muito instável.

 

Na verdade, também existem opções de inércia para outros motores, mas todos enfraqueceram esse ponto no projeto, como as linhas transportadoras de correia comuns. Quando o motor é selecionado, verifica-se que ele não pode ser acionado, mas pode se mover com um empurrão da mão. Neste caso, se você aumentar a taxa de redução ou a potência, ele poderá funcionar normalmente. O princípio fundamental é que não há correspondência por inércia na seleção do estágio inicial.

 

Para o controle de resposta do acionador do servo motor ao servo motor, o valor ideal é que a relação entre a inércia da carga e a inércia do rotor do motor seja um, e o máximo não pode exceder cinco vezes. Através do projeto do dispositivo de transmissão mecânica, a carga pode ser feita.

A relação entre a inércia e a inércia do rotor do motor é próxima de um ou menor. Quando a inércia da carga é muito grande e o projeto mecânico não consegue fazer com que a relação entre a inércia da carga e a inércia do rotor do motor seja menor que cinco vezes, pode-se usar um motor com grande inércia do rotor do motor, ou seja, o chamado grande motor de inércia. Para obter uma determinada resposta ao utilizar um motor com grande inércia, a capacidade do driver deve ser maior.

 

3. Problemas e fenômenos encontrados no processo de design real

 

Abaixo explicamos o fenômeno no próprio processo de aplicação do nosso motor.

 

O motor vibra ao dar partida, o que obviamente é uma inércia insuficiente.

 

Nenhum problema foi encontrado quando o motor estava funcionando em baixa velocidade, mas quando a velocidade estava alta, ele deslizava ao parar e o eixo de saída oscilava para a esquerda e para a direita. Isto significa que a correspondência de inércia está apenas na posição limite do motor. Neste momento, basta aumentar ligeiramente a taxa de redução.

 

O motor de 400 W carrega centenas de quilos ou até uma ou duas toneladas. Obviamente, isso é calculado apenas para potência, não para torque. Embora o carro AGV use 400 W para arrastar uma carga de várias centenas de quilogramas, a velocidade do carro AGV é muito lenta, o que raramente acontece em aplicações de automação.

 

O servo motor está equipado com um motor de engrenagem helicoidal. Se for necessário utilizá-lo desta forma, deve-se observar que a velocidade do motor não deve ser superior a 1500 rpm. A razão é que há atrito deslizante na desaceleração da engrenagem helicoidal, a velocidade é muito alta, o calor é grave, o desgaste é rápido e a vida útil é relativamente reduzida. Nesse momento, os usuários vão reclamar de como é esse lixo. As engrenagens helicoidais importadas serão melhores, mas não suportam tamanha devastação. A vantagem do servo com engrenagem helicoidal é o travamento automático, mas a desvantagem é a perda de precisão.

 

4. Inércia de carga

 

Inércia = raio de rotação x massa

 

Enquanto houver massa, aceleração e desaceleração, haverá inércia. Objetos que giram e objetos que se movem em translação têm inércia.

 

Quando motores assíncronos CA comuns são geralmente usados, não há necessidade de calcular a inércia. A característica dos motores CA é que quando a inércia de saída não é suficiente, ou seja, o acionamento fica muito pesado. Embora o torque em estado estacionário seja suficiente, mas a inércia transitória é muito grande, quando o motor atinge a velocidade não nominal no início, o motor desacelera e depois se torna rápido, depois aumenta lentamente a velocidade e finalmente atinge a velocidade nominal , para que o drive não vibre, o que tem pouco efeito no controle. Mas ao escolher um servo motor, como o servo motor depende do controle de feedback do encoder, sua partida é muito rígida, e a meta de velocidade e a meta de posição devem ser alcançadas. Neste momento, se a quantidade de inércia que o motor pode suportar for excedida, o motor irá tremer. Portanto, ao calcular o servo motor como fonte de potência, o fator de inércia deve ser totalmente considerado. É necessário calcular a inércia da parte móvel que finalmente é convertida no eixo do motor, e utilizar esta inércia para calcular o torque dentro do tempo de partida.

 


Horário da postagem: 06/03/2023