Výber motora a zotrvačnosť

Výber typu motora je veľmi jednoduchý, ale aj veľmi komplikovaný. Toto je problém, ktorý zahŕňa veľa pohodlia. Ak chcete rýchlo vybrať typ a získať výsledok, skúsenosť je najrýchlejšia.

 

V priemysle automatizácie mechanického dizajnu je výber motorov veľmi častým problémom. Mnohé z nich majú problémy s výberom, buď sú príliš veľké na plytvanie, alebo príliš malé na to, aby sa dali premiestniť. Je v poriadku vybrať si veľký, aspoň sa dá použiť a stroj môže bežať, ale vybrať malý je veľmi problematické. Niekedy, aby sa ušetril priestor, stroj ponecháva malý inštalačný priestor pre malý stroj. Nakoniec sa zistilo, že motor je vybraný ako malý a dizajn je nahradený, ale veľkosť sa nedá nainštalovať.

 

1. Typy motorov

 

V priemysle mechanickej automatizácie sa najčastejšie používajú tri typy motorov: trojfázové asynchrónne, krokové a servomotory. Jednosmerné motory sú mimo rozsahu pôsobnosti.

 

Trojfázová asynchrónna elektrina, nízka presnosť, zapne sa pri zapnutí.

Ak potrebujete regulovať rýchlosť, musíte pridať frekvenčný menič alebo môžete pridať skrinku na reguláciu rýchlosti.

Ak je riadený frekvenčným meničom, je potrebný špeciálny motor frekvenčného meniča. Hoci bežné motory možno použiť v spojení s frekvenčnými meničmi, problémom je vytváranie tepla a vyskytnú sa ďalšie problémy. Konkrétne nedostatky môžete vyhľadať online. Riadiaci motor skrine regulátora stratí výkon, najmä keď je nastavený na malý prevod, ale frekvenčný menič nie.

 

Krokové motory sú motory s otvorenou slučkou s relatívne vysokou presnosťou, najmä päťfázové krokové motory. Domácich päťfázových stepperov je veľmi málo, čo je technický prah. Vo všeobecnosti nie je stepper vybavený reduktorom a používa sa priamo, to znamená, že výstupný hriadeľ motora je priamo spojený so záťažou. Pracovná rýchlosť steppera je vo všeobecnosti nízka, len okolo 300 otáčok, samozrejme, sú aj prípady tisíc alebo dvetisíc otáčok, ale je tiež obmedzená na chod naprázdno a nemá žiadnu praktickú hodnotu. To je dôvod, prečo vo všeobecnosti neexistuje žiadny akcelerátor alebo spomaľovač.

 

Servo je uzavretý motor s najvyššou presnosťou. Existuje veľa domácich serv. V porovnaní so zahraničnými značkami je tu stále veľký rozdiel, najmä pomer zotrvačnosti. Dovážané môžu dosiahnuť viac ako 30, ale domáce môžu dosiahnuť len asi 10 alebo 20.

 

2. Zotrvačnosť motora

 

Pokiaľ má motor zotrvačnosť, veľa ľudí tento bod pri výbere modelu ignoruje, a to je často kľúčové kritérium na určenie, či je motor vhodný. V mnohých prípadoch je nastavenie serva prispôsobením zotrvačnosti. Ak mechanický výber nie je dobrý, zvýši sa motor. Záťaž pri ladení.

 

Skoré domáce servá nemali nízku zotrvačnosť, strednú zotrvačnosť a vysokú zotrvačnosť. Keď som sa prvýkrát dostal do kontaktu s týmto pojmom, nechápal som, prečo bude mať motor s rovnakým výkonom tri štandardy nízkej, strednej a vysokej zotrvačnosti.

 

Nízka zotrvačnosť znamená, že motor je vyrobený relatívne plochý a dlhý a zotrvačnosť hlavného hriadeľa je malá. Keď motor vykonáva vysokofrekvenčný opakujúci sa pohyb, zotrvačnosť je malá a tvorba tepla je malá. Preto sú motory s nízkou zotrvačnosťou vhodné pre vysokofrekvenčný vratný pohyb. Ale všeobecný krútiaci moment je relatívne malý.

 

Cievka servomotora s vysokou zotrvačnosťou je relatívne hrubá, zotrvačnosť hlavného hriadeľa je veľká a krútiaci moment je veľký. Je vhodný pre príležitosti s vysokým krútiacim momentom, ale nie rýchlym vratným pohybom. Kvôli vysokorýchlostnému pohybu na zastavenie musí vodič generovať veľké napätie spätného pohonu, aby zastavil túto veľkú zotrvačnosť a teplo je veľmi veľké.

 

Všeobecne povedané, motor s malou zotrvačnosťou má dobrý brzdný výkon, rýchly štart, rýchlu odozvu na zrýchlenie a zastavenie, dobrý vysokorýchlostný vratný pohyb a je vhodný pre niektoré príležitosti s nízkou záťažou a vysokorýchlostným polohovaním. Napríklad niektoré lineárne vysokorýchlostné polohovacie mechanizmy. Motory so strednou a veľkou zotrvačnosťou sú vhodné pre príležitosti s veľkým zaťažením a vysokými požiadavkami na stabilitu, ako sú niektoré priemyselné odvetvia obrábacích strojov s mechanizmami kruhového pohybu.

Ak je zaťaženie relatívne veľké alebo charakteristika zrýchlenia je relatívne veľká a je zvolený malý zotrvačný motor, hriadeľ sa môže príliš poškodiť. Výber by mal byť založený na faktoroch, ako je veľkosť nákladu, veľkosť zrýchlenia atď.

 

Dôležitým ukazovateľom servomotorov je aj zotrvačnosť motora. Vzťahuje sa na zotrvačnosť samotného servomotora, ktorá je veľmi dôležitá pre zrýchlenie a spomalenie motora. Ak zotrvačnosť nie je dobre prispôsobená, činnosť motora bude veľmi nestabilná.

 

V skutočnosti existujú aj možnosti zotrvačnosti pre iné motory, ale každý tento bod v dizajne oslabil, ako napríklad bežné pásové dopravníky. Po výbere motora sa zistí, že sa nedá naštartovať, ale môže sa pohybovať stlačením ruky. V tomto prípade, ak zvýšite redukčný pomer alebo výkon, môže bežať normálne. Základným princípom je, že pri výbere v počiatočnom štádiu nedochádza k žiadnemu prispôsobeniu zotrvačnosti.

 

Pre riadenie odozvy budiča servomotora na servomotor je optimálna hodnota taká, že pomer zotrvačnosti záťaže k zotrvačnosti rotora motora je jedna a maximum nemôže prekročiť päťnásobok. Prostredníctvom konštrukcie mechanického prenosového zariadenia je možné vykonať zaťaženie.

Pomer zotrvačnosti k zotrvačnosti rotora motora je blízky jednej alebo menší. Keď je zotrvačnosť záťaže naozaj veľká a mechanická konštrukcia nedokáže znížiť pomer zotrvačnosti záťaže k zotrvačnosti rotora motora na menej ako päťnásobok, možno použiť motor s veľkou zotrvačnosťou rotora motora, teda tzv. zotrvačný motor. Na dosiahnutie určitej odozvy pri použití motora s veľkou zotrvačnosťou by mala byť kapacita pohonu väčšia.

 

3. Problémy a javy, ktoré sa vyskytujú v skutočnom procese navrhovania

 

Nižšie vysvetľujeme fenomén v skutočnom procese aplikácie nášho motora.

 

Motor pri štartovaní vibruje, čo je evidentne nedostatočná zotrvačnosť.

 

Žiadny problém sa nezistil, keď motor bežal pri nízkych otáčkach, ale keď boli otáčky vysoké, pri zastavení sa posúval a výstupný hriadeľ sa otáčal doľava a doprava. To znamená, že zotrvačné prispôsobenie je práve v krajnej polohe motora. V tomto čase stačí mierne zvýšiť pomer zmenšenia.

 

400W motor zaťaží stovky kilogramov alebo dokonca jednu či dve tony. To je samozrejme vypočítané iba pre výkon, nie pre krútiaci moment. Hoci vozidlo AGV používa 400 W na ťahanie nákladu s hmotnosťou niekoľko stoviek kilogramov, rýchlosť vozidla AGV je veľmi nízka, čo sa v automatizačných aplikáciách stáva zriedka.

 

Servomotor je vybavený motorom so závitovkovým prevodom. Ak sa musí použiť týmto spôsobom, je potrebné poznamenať, že otáčky motora by nemali byť vyššie ako 1500 ot./min. Dôvodom je klzné trenie pri spomalení šnekového prevodu, príliš vysoká rýchlosť, vážne teplo, rýchle opotrebenie a relatívne znížená životnosť. V tomto čase sa používatelia budú sťažovať, aké sú také svinstvá. Lepšie budú dovezené šnekové prevody, ktoré však takúto devastáciu nevydržia. Výhodou serva so šnekovým prevodom je samosvor, nevýhodou je však strata presnosti.

 

4. Zotrvačnosť zaťaženia

 

Zotrvačnosť = polomer otáčania x hmotnosť

 

Pokiaľ existuje hmotnosť, zrýchlenie a spomalenie, existuje zotrvačnosť. Objekty, ktoré sa otáčajú a objekty, ktoré sa pohybujú pri preklade, majú zotrvačnosť.

 

Keď sa vo všeobecnosti používajú bežné striedavé asynchrónne motory, nie je potrebné počítať zotrvačnosť. Charakteristické pre striedavé motory je, že keď výstupná zotrvačnosť nie je dostatočná, to znamená, že pohon je príliš ťažký. Aj keď je krútiaci moment v ustálenom stave dostatočný, ale prechodná zotrvačnosť je príliš veľká, potom Keď motor dosiahne na začiatku nemenovité otáčky, motor sa spomalí a potom sa stane rýchlym, potom pomaly zvyšuje otáčky a nakoniec dosiahne menovité otáčky , takže pohon nebude vibrovať, čo má malý vplyv na ovládanie. Ale pri výbere servomotora, keďže servomotor sa spolieha na spätnoväzbové riadenie enkodéra, jeho spustenie je veľmi tuhé a musí sa dosiahnuť cieľová rýchlosť a cieľová poloha. V tomto čase, ak sa prekročí veľkosť zotrvačnosti, ktorú motor môže vydržať, motor sa bude triasť. Preto pri výpočte servomotora ako zdroja energie je potrebné plne zvážiť faktor zotrvačnosti. Je potrebné vypočítať zotrvačnosť pohyblivej časti, ktorá sa nakoniec prevedie na hriadeľ motora, a použiť túto zotrvačnosť na výpočet krútiaceho momentu v rámci času spustenia.

 


Čas odoslania: Mar-06-2023