Ce factori ar trebui să iau în considerare atunci când dimensionez un servomotor?

Dimensiunea an servomotor industrial este un pas critic în proiectarea oricărui sistem de control al mișcării. A greșit poate duce la performanțe slabe, eșecuri frecvente sau costuri inutile. În loc să alegeți doar un motor pe baza unui cai putere general, o abordare profesională implică o analiză detaliată a cerințelor specifice ale aplicației dvs.

Pentru a dimensiona corect un servomotor, trebuie să luați în considerare următorii factori cheie.

1. Analiza profilului de mișcare

Primul pas este definirea mișcării necesare. Un profil de mișcare descompune un singur ciclu de mișcare în segmente de accelerație, viteză constantă și decelerare.

• Timp de accelerare și decelerare: Aceasta determină cuplul maxim necesar pentru pornirea și oprirea sarcinii. Rampele mai rapide necesită un cuplu mai mare.

• Timp cu viteză constantă: Motorul trebuie să ofere un anumit nivel de cuplu continuu pentru a depăși frecarea și alte forțe în timpul părții în stare de echilibru a mișcării.

• Timp de pastrare: Timpul dintre ciclurile de mișcare este crucial pentru a permite motorului să se răcească. Afectează capacitatea motorului de a face față solicitărilor ciclului următor.

2. Sarcină și inerție

Capacitatea unui motor de a muta o sarcină este direct legată de inerția sistemului. Inerția este o măsură a rezistenței unui obiect la o schimbare a mișcării.

• Inerția sarcinii: Aceasta este inerția a tot ceea ce trebuie să se miște motorul, inclusiv sarcina în sine, angrenajele, scripetele și orice alte componente mecanice.

• Inerția motorului: Aceasta este inerția rotorului motorului. Scenariul ideal este ca inerția motorului să fie o mică parte din inerția totală a sistemului. O regulă generală bună este să existe un raport de inerție între sarcină și motor 3:1 și 5:1 , deși rapoarte până la 10:1 poate fi acceptabil cu o reglare adecvată. Inerția nepotrivită poate cauza bucle de control instabile sau greu de reglat, ducând la vibrații și la o precizie slabă de poziționare.

3. Cerințe de cuplu

Cuplul este forța de rotație produsă de motor. Trebuie să luați în considerare două tipuri de cuplu:

• Cuplu continuu ( $$T_C$$

  Acesta este cuplul maxim pe care motorul îl poate produce continuu fără supraîncălzire. Este necesar pentru a depăși forțele în stare de echilibru precum frecarea și gravitația. Este cuplul mediu pe un ciclu de lucru complet.

• Cuplul maxim ( $$T_P$$

  Acesta este cuplul maxim pe care motorul îl poate furniza pentru o perioadă scurtă de timp, de obicei în timpul accelerației sau decelerației. Cuplul maxim al motorului trebuie să fie mai mare decât cuplul maxim de accelerație al aplicației dvs. pentru a asigura performanță dinamică.

Puteți utiliza metoda rădăcină medie pătratică (RMS) pentru a calcula cuplul continuu necesar, ținând cont de nivelurile și duratele cuplului pentru fiecare segment al profilului de mișcare. Cuplul RMS calculat trebuie să fie mai mic decât cuplul nominal continuu al motorului ( $$T_C$$ ). În mod similar, cuplul de vârf necesar trebuie să fie mai mic decât cuplul de vârf nominal al motorului ( $$T_P$$ ).

4. Cerințe de viteză

Viteza motorului este un alt factor critic. Motorul ales trebuie să fie capabil să atingă viteza maximă cerută de profilul dumneavoastră de mișcare. Ar trebui să luați în considerare și curba viteză-cuplu a motorului. Pe măsură ce viteza crește, cuplul disponibil scade adesea. Asigurați-vă că motorul poate furniza cuplul necesar la viteza necesară.

5. Factori de mediu

An servomotor industrial trebuie să reziste la condițiile mediului său de operare.

• Temperatura: Asigurați-vă că intervalul de temperatură de funcționare al motorului este adecvat pentru mediu. Temperaturile ambientale ridicate pot reduce performanța motorului.

• Evaluare de protecție la pătrundere (IP): Acest rating indică rezistența motorului la praf și lichide. Pentru mediile cu praf sau umede, un rating IP mai ridicat este esențial pentru a preveni deteriorarea motorului.

• Vibrații și șocuri: Motorul trebuie să fie suficient de robust din punct de vedere mecanic pentru a face față oricăror vibrații sau șocuri prezente în aplicație.

Luând în considerare cu atenție fiecare dintre acești factori — profil de mișcare, inerție, cuplu, viteză și mediu — puteți selecta o servomotor industrial care oferă performanță, eficiență și longevitate optime pentru aplicația dumneavoastră specifică. Un proces de dimensionare amănunțit nu numai că asigură o funcționare fiabilă, dar vă ajută și să evitați supradimensionarea, care poate duce la costuri mai mari și risipa de energie.