Вибір типу двигуна дуже простий, але і дуже складний. Це проблема, яка передбачає багато зручностей. Якщо ви хочете швидко підібрати тип і отримати результат, досвід – це найшвидше.
У галузі автоматизації механічного проектування вибір двигунів є дуже поширеною проблемою. Багато з них мають проблеми з вибором, або занадто великі, щоб витрачати, або занадто малі, щоб перемістити. Велику вибрати — нічого страшного, принаймні її можна використовувати і машинка працюватиме, але маленьку — дуже клопітно. Іноді, щоб заощадити місце, машина залишає невеликий простір для встановлення маленької машини. Нарешті виявилося, що двигун вибрано малий, і конструкцію замінено, але розмір встановити неможливо.
У промисловості механічної автоматизації найчастіше використовуються три типи двигунів: трифазні асинхронні, крокові та сервоприводи. Двигуни постійного струму виходять за рамки.
Трифазне асинхронне електрика, низька точність, включається при включенні.
Якщо вам потрібно контролювати швидкість, вам потрібно додати перетворювач частоти або ви можете додати блок керування швидкістю.
Якщо він керується перетворювачем частоти, потрібен спеціальний двигун перетворення частоти. Хоча звичайні двигуни можна використовувати в поєднанні з частотними перетворювачами, утворення тепла є проблемою, і виникнуть інші проблеми. Конкретні недоліки можна знайти в Інтернеті. Керуючий двигун коробки регулятора втрачатиме потужність, особливо якщо він налаштований на малу передачу, а перетворювач частоти – ні.
Крокові двигуни - це двигуни з відкритим контуром і відносно високою точністю, особливо п'ятифазні крокові. Вітчизняних п'ятифазних степерів дуже мало, що є технічним порогом. В основному кроковий двигун не оснащений редуктором і використовується безпосередньо, тобто вихідний вал двигуна безпосередньо підключається до навантаження. Швидкість роботи степпера взагалі невелика, всього близько 300 обертів, звичайно, бувають і тисячі-дві випадки, але і вона обмежена холостим ходом і практичного значення не має. Тому взагалі немає ні прискорювача, ні уповільнювача.
Сервопривод - це закритий двигун з найвищою точністю. Вітчизняних сервоприводів дуже багато. Порівняно з іноземними брендами все ще є велика різниця, особливо коефіцієнт інерції. Імпортні можуть сягати більше 30, а вітчизняні – лише 10-20.
Оскільки двигун має інерцію, багато людей ігнорують цей момент при виборі моделі, і це часто є ключовим критерієм для визначення відповідності двигуна. У багатьох випадках регулювання сервоприводу полягає в регулюванні інерції. Якщо механічний вибір поганий, це збільшить двигун. Тягар налагодження.
Ранні вітчизняні сервоприводи не мали низької, середньої і високої інерційності. Коли я вперше познайомився з цим терміном, я не розумів, чому двигун з однаковою потужністю має три стандарти низької, середньої та високої інерції.
Низька інерційність означає, що двигун зроблений відносно плоским і довгим, а інерція головного вала мала. Коли двигун виконує високочастотний повторюваний рух, інерція мала, а виділення тепла невелике. Тому малоінерційні двигуни підходять для високочастотного зворотно-поступального руху. Але загальний крутний момент відносно невеликий.
Котушка серводвигуна з високою інерцією відносно товста, інерція головного вала велика, а крутний момент великий. Він підходить для ситуацій з високим крутним моментом, але не швидким зворотно-поступальним рухом. Через високу швидкість руху для зупинки водій повинен генерувати велику напругу зворотного приводу, щоб зупинити цю велику інерцію, і тепло дуже велике.
Загалом, двигун із невеликою інерцією має гарну ефективність гальмування, швидкий старт, швидку реакцію на прискорення та зупинку, хорошу високошвидкісну зворотно-поступальну дію та підходить для деяких випадків із легким навантаженням та високошвидкісним позиціонуванням. Наприклад, деякі лінійні високошвидкісні механізми позиціонування. Двигуни із середньою та великою інерцією підходять для ситуацій із великими навантаженнями та високими вимогами до стабільності, наприклад, у деяких верстатобудівних галузях із механізмами кругового руху.
Якщо навантаження є відносно великим або характеристика прискорення є відносно великою, і вибрано малий інерційний двигун, вал може бути пошкоджений занадто сильно. Вибір повинен ґрунтуватися на таких факторах, як величина навантаження, величина прискорення тощо.
Інерційність двигуна також є важливим показником серводвигунів. Це відноситься до інерції самого серводвигуна, яка дуже важлива для прискорення та уповільнення двигуна. Якщо інерція неправильно узгоджена, робота двигуна буде дуже нестабільною.
Насправді є інерційні варіанти для інших двигунів, але кожен послабив цей момент в конструкції, наприклад, звичайні стрічкові конвеєрні лінії. Коли двигун вибрано, виявляється, що його неможливо запустити, але він може рухатися поштовхом руки. У цьому випадку, якщо ви збільшите коефіцієнт зниження або потужність, він може працювати нормально. Фундаментальний принцип полягає в тому, що на ранній стадії відбору немає узгодження за інерцією.
Для керування реакцією драйвера серводвигуна на серводвигун оптимальним значенням є співвідношення інерції навантаження до інерції ротора двигуна, яке дорівнює одиниці, а максимальне значення не може перевищувати п’яти разів. Через конструкцію пристрою механічної передачі можна здійснювати навантаження.
Відношення інерції до інерції ротора двигуна близько до одиниці або менше. Коли інерція навантаження дійсно велика, а механічна конструкція не може зробити відношення інерції навантаження до інерції ротора двигуна менше ніж у п’ять разів, можна використовувати двигун із великою інерцією ротора двигуна, тобто так званий великий інерційний двигун. Для досягнення певного відгуку при використанні двигуна з великою інерцією потужність драйвера повинна бути більшою.
Нижче ми пояснюємо явище у фактичному процесі застосування нашого двигуна.
Мотор вібрує при запуску, що явно недостатня інерція.
Жодної проблеми не виявлено, коли двигун працював на низькій швидкості, але коли швидкість була високою, він ковзав, коли зупинявся, і вихідний вал хитався ліворуч і праворуч. Це означає, що узгодження інерції знаходиться саме в граничному положенні двигуна. У цей час досить трохи збільшити коефіцієнт редукції.
Мотор потужністю 400 Вт навантажує сотні кілограмів або навіть одну-дві тонни. Очевидно, це розраховано лише для потужності, а не для крутного моменту. Незважаючи на те, що автомобіль AGV використовує потужність 400 Вт для перетягування вантажу в кілька сотень кілограмів, швидкість автомобіля AGV дуже низька, що рідко буває в системах автоматизації.
Серводвигун оснащений черв'ячним двигуном-редуктором. Якщо його необхідно використовувати таким чином, слід зазначити, що швидкість двигуна не повинна перевищувати 1500 об/хв. Причина полягає в тому, що в уповільненні черв’ячного редуктора є тертя ковзання, швидкість занадто висока, високе тепло, швидкий знос і відносно скорочений термін служби. У цей час користувачі будуть скаржитися на те, як таке сміття. Імпортні черв'ячні передачі будуть краще, але вони не витримають такої руйнації. Перевагою сервоприводу з черв'ячною передачею є самоблокування, а недоліком - втрата точності.
Інерція = радіус обертання х маса
Поки існує маса, прискорення та уповільнення, існує інерція. Об’єкти, які обертаються, і об’єкти, які рухаються поступально, мають інерцію.
Коли зазвичай використовуються звичайні асинхронні двигуни змінного струму, немає необхідності розраховувати інерцію. Характеристика двигунів змінного струму полягає в тому, що вихідна інерція недостатня, тобто привід занадто важкий. Хоча стаціонарного крутного моменту достатньо, але перехідна інерція занадто велика, тоді, коли двигун досягає неномінальної швидкості на початку, двигун сповільнюється, а потім стає швидким, потім повільно збільшує швидкість і, нарешті, досягає номінальної швидкості , тому диск не буде вібрувати, що мало впливає на управління. Але при виборі серводвигуна, оскільки серводвигун покладається на керування зворотним зв’язком кодера, його запуск є дуже жорстким, і цільова швидкість і цільове положення повинні бути досягнуті. У цей час, якщо величина інерції, яку може витримати двигун, буде перевищена, двигун буде тремтіти. Тому при розрахунку серводвигуна як джерела живлення необхідно повністю враховувати коефіцієнт інерції. Необхідно розрахувати інерцію рухомої частини, яка остаточно перетворюється на вал двигуна, і використовувати цю інерцію для розрахунку крутного моменту протягом часу запуску.
Час публікації: 06 березня 2023 р