Выбор типа двигателя очень прост, но и очень сложен. Это проблема, которая требует большого удобства. Если вы хотите быстро выбрать тип и получить результат, быстрее всего подойдет опыт.
В отрасли автоматизации механического проектирования выбор двигателей является очень распространенной проблемой. У многих из них проблемы с выбором: либо слишком большие, чтобы их тратить, либо слишком маленькие, чтобы их переместить. Можно выбрать большой, по крайней мере, его можно будет использовать и машина сможет работать, а вот маленький выбрать очень хлопотно. Иногда в целях экономии места для небольшой машины оставляют небольшое место для установки. Наконец обнаруживается, что двигатель выбран небольшим, и конструкция заменена, но размер установить невозможно.
В промышленности механической автоматизации чаще всего используются три типа двигателей: трехфазные асинхронные, шаговые и сервоприводы. Двигатели постоянного тока выходят за рамки.
Трехфазное асинхронное электричество, низкая точность, включается при включении.
Если вам нужно контролировать скорость, вам нужно добавить преобразователь частоты или вы можете добавить блок управления скоростью.
Если он управляется преобразователем частоты, требуется специальный двигатель с преобразователем частоты. Хотя обычные двигатели можно использовать в сочетании с преобразователями частоты, возникает проблема выделения тепла, а также могут возникнуть другие проблемы. Конкретные недостатки можно поискать в Интернете. Управляющий двигатель коробки регулятора потеряет мощность, особенно если он настроен на небольшую передачу, но преобразователь частоты не потеряет мощность.
Шаговые двигатели — это двигатели с разомкнутым контуром относительно высокой точности, особенно пятифазные шаговые двигатели. Отечественных пятифазных шаговых двигателей очень мало, что является техническим порогом. В целом шаговый двигатель не оснащен редуктором и используется напрямую, то есть выходной вал двигателя напрямую подключается к нагрузке. Рабочая скорость степпера в целом невысока, всего около 300 оборотов, конечно, бывают случаи и в тысячу-две тысячи оборотов, но она тоже ограничена холостым ходом и практического значения не имеет. Именно поэтому нет ни ускорителя, ни замедлителя вообще.
Сервопривод представляет собой закрытый двигатель высочайшей точности. Отечественных сервоприводов очень много. По сравнению с зарубежными брендами разница все же большая, особенно коэффициент инерции. Импортированные могут достигать более 30, а отечественные - только около 10 или 20.
Поскольку двигатель обладает инерцией, многие игнорируют этот момент при выборе модели, и зачастую это является ключевым критерием определения пригодности двигателя. Во многих случаях регулировка сервопривода заключается в регулировке инерции. Если механический выбор не удачен, это увеличит мощность двигателя. Отладочная нагрузка.
Ранние отечественные сервоприводы не имели низкой, средней инерции и высокой инерции. Когда я впервые столкнулся с этим термином, я не понимал, почему двигатель одинаковой мощности имеет три стандарта низкой, средней и высокой инерции.
Низкая инерция означает, что двигатель выполнен относительно плоским и длинным, а инерция главного вала мала. Когда двигатель выполняет высокочастотное повторяющееся движение, инерция мала, а выделение тепла мало. Поэтому двигатели с низкой инерцией подходят для высокочастотного возвратно-поступательного движения. Но общий крутящий момент относительно невелик.
Катушка серводвигателя с высокой инерцией относительно толстая, инерция главного вала велика, а крутящий момент велик. Он подходит для случаев с высоким крутящим моментом, но не с быстрым возвратно-поступательным движением. Из-за высокоскоростного движения для остановки водителю приходится генерировать большое обратное напряжение привода, чтобы остановить эту большую инерцию, и нагрев очень велик.
Вообще говоря, двигатель с небольшой инерцией обладает хорошими характеристиками торможения, быстрым запуском, быстрой реакцией на ускорение и остановку, хорошим высокоскоростным возвратно-поступательным движением и подходит для некоторых случаев с небольшой нагрузкой и высокоскоростным позиционированием. Например, некоторые линейные высокоскоростные механизмы позиционирования. Двигатели со средней и большой инерцией подходят для случаев с большими нагрузками и высокими требованиями к стабильности, например, в некоторых станкостроительных отраслях с механизмами кругового движения.
Если нагрузка относительно велика или характеристика ускорения относительно велика, и выбран двигатель с небольшой инерцией, вал может быть слишком сильно поврежден. Выбор должен основываться на таких факторах, как размер нагрузки, величина ускорения и т. д.
Инерция двигателя также является важным показателем серводвигателей. Это относится к инерции самого серводвигателя, что очень важно для ускорения и замедления двигателя. Если инерция не подобрана должным образом, работа двигателя будет очень нестабильной.
На самом деле есть и инерционные варианты других двигателей, но у всех этот момент в конструкции ослаблен, как, например, у обычных ленточных конвейерных линий. Когда двигатель выбран, обнаруживается, что его нельзя запустить, но можно двигать толчком руки. В этом случае, если вы увеличите передаточное число или мощность, он сможет работать нормально. Фундаментальный принцип заключается в том, что на ранней стадии отбора не существует согласования по инерции.
Для управления реакцией привода серводвигателя на серводвигатель оптимальным значением является соотношение инерции нагрузки к инерции ротора двигателя, равное единице, а максимальное не может превышать пяти раз. За счет конструкции устройства механической передачи можно производить нагрузку.
Отношение инерции к инерции ротора двигателя близко к единице или меньше. Когда инерция нагрузки действительно велика и механическая конструкция не может обеспечить соотношение инерции нагрузки и инерции ротора двигателя менее пяти раз, можно использовать двигатель с большой инерцией ротора двигателя, то есть так называемый большой инерционный двигатель. Чтобы добиться определенного отклика при использовании двигателя с большой инерцией, мощность драйвера должна быть больше.
Ниже мы объясним это явление в реальном процессе применения нашего двигателя.
Мотор при запуске вибрирует, что явно недостаточно инерционно.
Никаких проблем не было обнаружено, когда двигатель работал на низкой скорости, но когда скорость была высокой, он скользил при остановке, а выходной вал качался влево и вправо. Это означает, что согласование инерции происходит как раз в предельном положении двигателя. В это время достаточно немного увеличить передаточное число.
Двигатель мощностью 400 Вт грузит сотни килограммов или даже одну-две тонны. Очевидно, это рассчитано только на мощность, а не на крутящий момент. Хотя автомобиль AGV использует мощность 400 Вт для буксировки груза в несколько сотен килограммов, скорость автомобиля AGV очень низкая, что редко случается в приложениях автоматизации.
Серводвигатель оснащен червячным мотор-редуктором. Если его необходимо использовать таким образом, следует учитывать, что скорость двигателя не должна быть выше 1500 об/мин. Причина в том, что при замедлении червячной передачи возникает трение скольжения, скорость слишком высокая, сильный нагрев, быстрый износ, а срок службы относительно сокращается. В это время пользователи будут жаловаться на то, какая же это фигня. Импортные червячные передачи будут лучше, но такой разрухи они не выдержат. Преимущество сервопривода с червячной передачей заключается в самоблокировке, но недостатком является потеря точности.
Инерция = радиус вращения х масса
Пока есть масса, ускорение и замедление, есть инерция. Объекты, которые вращаются, и объекты, которые движутся поступательно, обладают инерцией.
Когда обычно используются обычные асинхронные двигатели переменного тока, нет необходимости рассчитывать инерцию. Особенностью двигателей переменного тока является то, что выходная инерция недостаточна, то есть привод слишком тяжел. Хотя установившегося крутящего момента достаточно, но переходная инерция слишком велика, тогда, когда двигатель вначале достигает неноминальной скорости, двигатель замедляется, затем становится быстрым, затем медленно увеличивает скорость и, наконец, достигает номинальной скорости. , поэтому привод не будет вибрировать, что мало влияет на управление. Но при выборе серводвигателя, поскольку серводвигатель зависит от управления обратной связью энкодера, его запуск очень жесткий, и необходимо достичь заданной скорости и целевого положения. В это время, если величина инерции, которую может выдержать двигатель, будет превышена, двигатель будет дрожать. Поэтому при расчете серводвигателя как источника энергии необходимо полностью учитывать фактор инерции. Необходимо рассчитать инерцию движущейся части, которая в конечном итоге преобразуется в вал двигателя, и использовать эту инерцию для расчета крутящего момента за время запуска.
Время публикации: 6 марта 2023 г.