Jaké faktory bych měl vzít v úvahu při dimenzování servomotoru?

Dimenzování an průmyslový servomotor je kritickým krokem v jakémkoli návrhu systému řízení pohybu. Nesprávné nastavení může vést ke špatnému výkonu, častým poruchám nebo zbytečným nákladům. Namísto pouhého výběru motoru na základě obecného výkonu, profesionální přístup zahrnuje podrobnou analýzu specifických požadavků vaší aplikace.

Chcete-li správně dimenzovat servomotor, musíte vzít v úvahu následující klíčové faktory.

1. Analýza pohybového profilu

Prvním krokem je definování požadovaného pohybu. Pohybový profil rozděluje jeden pohybový cyklus na segmenty zrychlení, konstantní rychlosti a zpomalení.

• Doba zrychlení a zpomalení: To určuje špičkový točivý moment potřebný pro spuštění a zastavení zátěže. Rychlejší rampy vyžadují vyšší točivý moment.

• Doba konstantní rychlosti: Motor musí poskytovat určitou úroveň trvalého točivého momentu, aby překonal tření a další síly během části pohybu v ustáleném stavu.

• Doba setrvání: Doba mezi cykly pohybu je rozhodující pro vychladnutí motoru. Ovlivňuje schopnost motoru zvládnout požadavky dalšího cyklu.

2. Zatížení a setrvačnost

Schopnost motoru pohybovat nákladem je přímo vázána na setrvačnost systému. Setrvačnost je mírou odporu objektu vůči změně pohybu.

• Setrvačnost zatížení: To je setrvačnost všeho, co motor potřebuje k pohybu, včetně samotného nákladu, převodů, řemenic a jakýchkoliv dalších mechanických součástí.

• Setrvačnost motoru: To je setrvačnost rotoru motoru. Ideální scénář je, aby setrvačnost motoru byla malým zlomkem celkové setrvačnosti systému. Dobrým pravidlem je mít poměr setrvačnosti zátěže k motoru mezi nimi 3:1 a 5:1 , i když poměry až 10:1 mohou být přijatelné při správném ladění. Nepřizpůsobená setrvačnost může způsobit nestabilní nebo obtížně laditelné regulační smyčky, což vede k vibracím a špatné přesnosti polohování.

3. Požadavky na krouticí moment

Točivý moment je rotační síla vytvářená motorem. Musíte zvážit dva typy točivého momentu:

• Trvalý točivý moment ( $$T_C$$

  Toto je maximální točivý moment, který může motor nepřetržitě produkovat bez přehřátí. Je potřeba pro překonání ustálených sil, jako je tření a gravitace. Je to průměrný točivý moment za celý pracovní cyklus.

• Špičkový točivý moment ( $$T_P$$

  Toto je maximální točivý moment, který může motor dodat po krátkou dobu, obvykle během zrychlování nebo zpomalování. Špičkový moment motoru musí být vyšší než maximální moment zrychlení vaší aplikace, aby byl zajištěn dynamický výkon.

Pro výpočet požadovaného nepřetržitého krouticího momentu můžete použít metodu střední kvadratické hodnoty (RMS) s ohledem na úrovně točivého momentu a trvání pro každý segment profilu pohybu. Vypočítaný RMS moment musí být menší než jmenovitý trvalý moment motoru ( $$T_C$$ ). Podobně musí být požadovaný špičkový točivý moment menší než jmenovitý špičkový točivý moment motoru ( $$T_P$$ ).

4. Požadavky na rychlost

Dalším kritickým faktorem je rychlost motoru. Zvolený motor musí být schopen dosáhnout maximální rychlosti požadované vaším pohybovým profilem. Měli byste také vzít v úvahu křivku rychlosti a točivého momentu motoru. S rostoucími otáčkami často klesá dostupný točivý moment. Ujistěte se, že motor může poskytnout potřebný točivý moment při požadovaných otáčkách.

5. Environmentální faktory

An průmyslový servomotor musí odolávat podmínkám svého provozního prostředí.

• teplota: Ujistěte se, že rozsah provozních teplot motoru je vhodný pro dané prostředí. Vysoké okolní teploty mohou snížit výkon motoru.

• Hodnocení ochrany proti vniknutí (IP): Toto hodnocení udává odolnost motoru vůči prachu a kapalinám. V prašném nebo mokrém prostředí je nezbytné vyšší IP krytí, aby se zabránilo poškození motoru.

• Vibrace a šok: Motor by měl být dostatečně mechanicky odolný, aby zvládl jakékoli vibrace nebo otřesy přítomné v aplikaci.

Pečlivým zvážením každého z těchto faktorů – pohybového profilu, setrvačnosti, točivého momentu, rychlosti a prostředí – si můžete vybrat průmyslový servomotor který poskytuje optimální výkon, efektivitu a dlouhou životnost pro vaši konkrétní aplikaci. Důkladný proces dimenzování nejen zajišťuje spolehlivý provoz, ale také vám pomůže vyhnout se nadměrnému dimenzování, které může vést k vyšším nákladům a plýtvání energií.