การเลือกมอเตอร์และความเฉื่อย

การเลือกประเภทมอเตอร์นั้นง่ายมาก แต่ก็ซับซ้อนมากเช่นกัน นี่เป็นปัญหาที่เกี่ยวข้องกับความสะดวกสบายมาก หากคุณต้องการเลือกประเภทอย่างรวดเร็วและได้ผลลัพธ์ ประสบการณ์จะเร็วที่สุด

ในอุตสาหกรรมระบบอัตโนมัติสำหรับการออกแบบเครื่องจักรกล การเลือกมอเตอร์เป็นปัญหาที่พบบ่อยมาก หลายคนมีปัญหาในการเลือกไม่ว่าจะใหญ่เกินไปหรือเล็กเกินไปที่จะเคลื่อนย้าย เลือกอันใหญ่ก็ได้ค่ะ อย่างน้อยก็ใช้ได้ เครื่องก็วิ่งได้ แต่เลือกอันเล็กลำบากมาก บางครั้ง เพื่อประหยัดพื้นที่ เครื่องจะเว้นพื้นที่การติดตั้งไว้เล็กน้อยสำหรับเครื่องขนาดเล็ก สุดท้ายพบว่ามอเตอร์ถูกเลือกให้มีขนาดเล็กและเปลี่ยนดีไซน์ใหม่แต่ขนาดไม่สามารถติดตั้งได้

ในอุตสาหกรรมระบบอัตโนมัติทางกล มีมอเตอร์สามประเภทที่ใช้มากที่สุด: แบบอะซิงโครนัสสามเฟส สเต็ปเปอร์ และเซอร์โว มอเตอร์กระแสตรงอยู่นอกขอบเขต

ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสสามเฟส ความแม่นยำต่ำ เปิดเมื่อเปิดเครื่อง

หากคุณต้องการควบคุมความเร็ว คุณต้องเพิ่มตัวแปลงความถี่ หรือคุณสามารถเพิ่มกล่องควบคุมความเร็วได้

หากควบคุมโดยตัวแปลงความถี่ จำเป็นต้องใช้มอเตอร์แปลงความถี่พิเศษ แม้ว่ามอเตอร์ธรรมดาจะสามารถใช้ร่วมกับตัวแปลงความถี่ได้ แต่การสร้างความร้อนเป็นปัญหา และปัญหาอื่นๆ ก็จะเกิดขึ้น สำหรับข้อบกพร่องเฉพาะ คุณสามารถค้นหาออนไลน์ได้ มอเตอร์ควบคุมของกัฟเวอร์เนอร์บ็อกซ์จะสูญเสียกำลัง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อปรับเป็นเฟืองขนาดเล็ก แต่ตัวแปลงความถี่จะไม่ทำงาน

สเต็ปเปอร์มอเตอร์เป็นมอเตอร์แบบวงเปิดที่มีความแม่นยำสูง โดยเฉพาะสเต็ปเปอร์แบบห้าเฟส มีสเต็ปเปอร์ห้าเฟสในประเทศน้อยมากซึ่งเป็นเกณฑ์ทางเทคนิค โดยทั่วไป สเต็ปเปอร์ไม่ได้ติดตั้งตัวลดขนาดและใช้โดยตรง นั่นคือเพลาเอาท์พุตของมอเตอร์เชื่อมต่อโดยตรงกับโหลด โดยทั่วไปความเร็วในการทำงานของสเต็ปเปอร์จะต่ำ เพียงประมาณ 300 รอบ แน่นอนว่ายังมีกรณีของการปฏิวัติหนึ่งหรือสองพันครั้ง แต่ก็ถูกจำกัดไว้เพียงไม่มีโหลดและไม่มีมูลค่าในทางปฏิบัติ ด้วยเหตุนี้จึงไม่มีคันเร่งหรือตัวชะลอความเร็วโดยทั่วไป

เซอร์โวเป็นมอเตอร์แบบปิดที่มีความแม่นยำสูงสุด มีเซอร์โวในประเทศมากมาย เมื่อเทียบกับแบรนด์ต่างประเทศ ยังคงมีความแตกต่างอย่างมาก โดยเฉพาะอัตราส่วนความเฉื่อย ของที่นำเข้าสามารถเข้าถึงได้มากกว่า 30 ชิ้น แต่ของในประเทศสามารถเข้าถึงได้เพียงประมาณ 10 หรือ 20 ชิ้นเท่านั้น

ตราบใดที่มอเตอร์ยังมีความเฉื่อย ผู้คนจำนวนมากจะมองข้ามประเด็นนี้เมื่อเลือกรุ่น และนี่ก็มักจะเป็นเกณฑ์สำคัญในการพิจารณาว่ามอเตอร์นั้นเหมาะสมหรือไม่ ในหลายกรณี การปรับเซอร์โวคือการปรับความเฉื่อย ถ้าเลือกทางกลไกไม่ดีก็จะทำให้มอเตอร์เพิ่มขึ้น ภาระการดีบัก

เซอร์โวในประเทศในยุคแรกไม่มีความเฉื่อยต่ำ ความเฉื่อยปานกลาง และความเฉื่อยสูง เมื่อฉันได้สัมผัสกับคำนี้เป็นครั้งแรก ฉันไม่เข้าใจว่าทำไมมอเตอร์ที่มีกำลังเท่ากันจึงมีสามมาตรฐานคือ ความเฉื่อยต่ำ ปานกลาง และสูง

ความเฉื่อยต่ำหมายความว่ามอเตอร์ถูกสร้างขึ้นมาค่อนข้างแบนและยาว และความเฉื่อยของเพลาหลักมีขนาดเล็ก เมื่อมอเตอร์ทำการเคลื่อนไหวซ้ำๆ ความถี่สูง ความเฉื่อยจะมีน้อยและการสร้างความร้อนจะมีน้อย ดังนั้นมอเตอร์ที่มีความเฉื่อยต่ำจึงเหมาะสำหรับการเคลื่อนที่แบบลูกสูบความถี่สูง แต่แรงบิดทั่วไปค่อนข้างน้อย

ขดลวดของเซอร์โวมอเตอร์ที่มีความเฉื่อยสูงค่อนข้างหนา ความเฉื่อยของเพลาหลักมีขนาดใหญ่ และแรงบิดมีขนาดใหญ่ เหมาะสำหรับโอกาสที่มีแรงบิดสูงแต่ไม่เคลื่อนที่แบบลูกสูบเร็ว เนื่องจากการเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงเพื่อหยุด ผู้ขับขี่จึงต้องสร้างแรงดันไฟฟ้าขับเคลื่อนย้อนกลับขนาดใหญ่เพื่อหยุดความเฉื่อยขนาดใหญ่นี้ และความร้อนก็มีขนาดใหญ่มาก

โดยทั่วไปแล้ว มอเตอร์ที่มีความเฉื่อยต่ำจะมีประสิทธิภาพในการเบรกที่ดี สตาร์ทได้รวดเร็ว ตอบสนองต่อการเร่งความเร็วและหยุดได้รวดเร็ว การกลับตัวด้วยความเร็วสูงที่ดี และเหมาะสำหรับบางโอกาสที่มีน้ำหนักบรรทุกน้อยและการวางตำแหน่งด้วยความเร็วสูง เช่นกลไกการวางตำแหน่งความเร็วสูงเชิงเส้นบางอย่าง มอเตอร์ที่มีความเฉื่อยปานกลางและมากเหมาะสำหรับโอกาสที่มีโหลดจำนวนมากและมีความต้องการความเสถียรสูง เช่น อุตสาหกรรมเครื่องมือกลบางประเภทที่มีกลไกการเคลื่อนที่เป็นวงกลม

หากโหลดค่อนข้างใหญ่หรือลักษณะการเร่งความเร็วค่อนข้างใหญ่ และเลือกมอเตอร์ความเฉื่อยขนาดเล็ก เพลาอาจได้รับความเสียหายมากเกินไป การเลือกควรขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น ขนาดของโหลด ขนาดความเร่ง เป็นต้น

ความเฉื่อยของมอเตอร์ยังเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญของเซอร์โวมอเตอร์ มันหมายถึงความเฉื่อยของเซอร์โวมอเตอร์เอง ซึ่งมีความสำคัญมากสำหรับการเร่งความเร็วและการชะลอตัวของมอเตอร์ หากความเฉื่อยไม่ตรงกัน การทำงานของมอเตอร์จะไม่เสถียรอย่างมาก

ในความเป็นจริงมีตัวเลือกความเฉื่อยสำหรับมอเตอร์อื่น ๆ ด้วย แต่ทุกคนได้ลดจุดนี้ในการออกแบบเช่นสายพานลำเลียงธรรมดา เมื่อเลือกมอเตอร์แล้วพบว่าสตาร์ทไม่ได้แต่สามารถเคลื่อนที่ได้ด้วยการกดมือ ในกรณีนี้หากเพิ่มอัตราส่วนลดหรือกำลังก็สามารถทำงานได้ตามปกติ หลักการพื้นฐานคือไม่มีการจับคู่ความเฉื่อยในการเลือกระยะแรก

สำหรับการควบคุมการตอบสนองของตัวขับเซอร์โวมอเตอร์ต่อเซอร์โวมอเตอร์ ค่าที่เหมาะสมที่สุดคืออัตราส่วนของความเฉื่อยของโหลดต่อความเฉื่อยของโรเตอร์ของมอเตอร์คือหนึ่ง และค่าสูงสุดต้องไม่เกินห้าครั้ง ด้วยการออกแบบอุปกรณ์ส่งกำลังทางกล ทำให้สามารถรับภาระได้

อัตราส่วนของความเฉื่อยต่อความเฉื่อยของโรเตอร์ของมอเตอร์มีค่าใกล้เคียงกับหนึ่งหรือน้อยกว่า เมื่อความเฉื่อยของโหลดมีขนาดใหญ่มากและการออกแบบทางกลไม่สามารถทำให้อัตราส่วนของความเฉื่อยของโหลดต่อความเฉื่อยของโรเตอร์มอเตอร์น้อยกว่าห้าเท่า สามารถใช้มอเตอร์ที่มีความเฉื่อยของโรเตอร์ของมอเตอร์ขนาดใหญ่ได้ นั่นคือที่เรียกว่าขนาดใหญ่ มอเตอร์เฉื่อย เพื่อให้เกิดการตอบสนองเมื่อใช้มอเตอร์ที่มีความเฉื่อยสูง ความจุของตัวขับควรใหญ่ขึ้น

ด้านล่างนี้เราจะอธิบายปรากฏการณ์ในกระบวนการใช้งานจริงของมอเตอร์ของเรา

มอเตอร์สั่นเมื่อสตาร์ทซึ่งเห็นได้ชัดว่ามีความเฉื่อยไม่เพียงพอ

ไม่พบปัญหาเมื่อมอเตอร์ทำงานที่ความเร็วต่ำ แต่เมื่อความเร็วสูง มันจะเลื่อนเมื่อหยุด และเพลาเอาท์พุตจะแกว่งไปทางซ้ายและขวา ซึ่งหมายความว่าการจับคู่ความเฉื่อยอยู่ที่ตำแหน่งจำกัดของมอเตอร์เท่านั้น ในตอนนี้ก็เพียงพอแล้วที่จะเพิ่มอัตราส่วนการลดเล็กน้อย

มอเตอร์ 400W รับน้ำหนักได้หลายร้อยกิโลกรัมหรือหนึ่งหรือสองตัน เห็นได้ชัดว่านี่เป็นการคำนวณเฉพาะกำลังเท่านั้น ไม่ใช่แรงบิด แม้ว่ารถ AGV จะใช้กำลัง 400W เพื่อลากน้ำหนักหลายร้อยกิโลกรัม แต่ความเร็วของรถ AGV นั้นช้ามาก ซึ่งไม่ค่อยเกิดขึ้นกับการใช้งานระบบอัตโนมัติ

เซอร์โวมอเตอร์ติดตั้งมอเตอร์เฟืองตัวหนอน หากต้องใช้ในลักษณะนี้ควรสังเกตว่าความเร็วของมอเตอร์ไม่ควรเกิน 1,500 รอบต่อนาที เหตุผลก็คือมีการเสียดสีเลื่อนในการชะลอตัวของเฟืองตัวหนอน ความเร็วสูงเกินไป ความร้อนรุนแรง การสึกหรอเร็ว และอายุการใช้งานค่อนข้างลดลง ในเวลานี้ผู้ใช้จะบ่นว่าขยะดังกล่าวเป็นอย่างไร เฟืองตัวหนอนที่นำเข้าจะดีกว่า แต่ไม่สามารถทนต่อการทำลายล้างดังกล่าวได้ ข้อดีของเซอร์โวพร้อมเฟืองตัวหนอนคือการล็อคตัวเอง แต่ข้อเสียคือสูญเสียความแม่นยำ

ความเฉื่อย = รัศมีการหมุน x มวล

ตราบใดที่ยังมีมวล ความเร่ง และความหน่วง ก็ยังมีความเฉื่อยอยู่ วัตถุที่หมุนและวัตถุที่เคลื่อนที่ในการแปลมีความเฉื่อย

เมื่อใช้มอเตอร์อะซิงโครนัส AC ทั่วไป ไม่จำเป็นต้องคำนวณความเฉื่อย ลักษณะของมอเตอร์กระแสสลับคือเมื่อความเฉื่อยเอาท์พุตไม่เพียงพอ กล่าวคือ ตัวขับมีน้ำหนักมากเกินไป แม้ว่าแรงบิดในสภาวะคงตัวจะเพียงพอ แต่ความเฉื่อยชั่วคราวมีขนาดใหญ่เกินไป จากนั้นเมื่อมอเตอร์ถึงความเร็วที่ไม่มีการจัดอันดับที่จุดเริ่มต้น มอเตอร์จะช้าลงแล้วกลายเป็นเร็ว จากนั้นค่อย ๆ เพิ่มความเร็ว และในที่สุดก็ถึงความเร็วที่กำหนด ดังนั้นไดรฟ์จะไม่สั่นซึ่งมีผลเพียงเล็กน้อยต่อการควบคุม แต่เมื่อเลือกเซอร์โวมอเตอร์ เนื่องจากเซอร์โวมอเตอร์อาศัยการควบคุมป้อนกลับของตัวเข้ารหัส การสตาร์ทเครื่องจึงมีความแข็งมาก และจะต้องบรรลุเป้าหมายความเร็วและตำแหน่งเป้าหมาย ในเวลานี้ หากเกินปริมาณความเฉื่อยที่มอเตอร์สามารถทนได้ มอเตอร์จะสั่น ดังนั้น เมื่อคำนวณเซอร์โวมอเตอร์เป็นแหล่งพลังงาน จะต้องพิจารณาปัจจัยความเฉื่อยให้ครบถ้วน จำเป็นต้องคำนวณความเฉื่อยของชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวซึ่งสุดท้ายจะถูกแปลงเป็นเพลามอเตอร์ และใช้ความเฉื่อยนี้เพื่อคำนวณแรงบิดภายในเวลาสตาร์ท