כונן ישיר לעומת סרוו -מוטורי רוטרי מכוון: כימות של יתרון עיצוב: חלק 1

יעדי למידה

• מערכות סרוו סיבוביות בעולם האמיתי נופלות מהביצועים האידיאליים בגלל מגבלות טכניות.
• מספר סוגים של סרוו -מוטורי סיבוב יכולים לספק יתרונות למשתמשים, אך לכל אחד מהם אתגר או מגבלה ספציפיים.
• Servomotors רוטרי ישירים מציעים את הביצועים הטובים ביותר, אך הם יקרים יותר מאשר GearMotors.

במשך עשרות שנים, Servomotors מכוונים היו אחד הכלים הנפוצים ביותר בארגז הכלים לאוטומציה תעשייתית. סברומוטורים מכוונים מציעים מיקום, התאמת מהירות, צמצום אלקטרוני, פיתול, מתיחות, הידוק יישומים ותואמים ביעילות את כוחו של סרוויטור לעומס. זה מעלה את השאלה: האם Servomotor מכוון הוא האפשרות הטובה ביותר לטכנולוגיית תנועה סיבובית, או שיש פיתרון טוב יותר?

בעולם מושלם, למערכת סרוו סיבובית היו בעלי דירוג מומנט ומהירות התואמים את היישום כך שהמנוע אינו בגודל יתר ולא בגודל מתחת. השילוב של מנוע, רכיבי שידור ועומס צריך להיות בעל קשיחות פיתולית אינסופית והתקפה אפסית. לרוע המזל, מערכות סרוו סיבוביות בעולם האמיתי נופלות מהאידיאל הזה בדרגות שונות.

במערכת סרוו טיפוסית, הפיגוע מוגדר כאובדן התנועה בין המנוע לעומס הנגרם כתוצאה מהסבילות המכניות של רכיבי ההולכה; זה כולל כל אובדן תנועה בכל תיבות הילוכים, חגורות, שרשראות וצימודים. כאשר מכונה מופעלת בתחילה, העומס יצוף אי שם באמצע הסבולות המכניות (איור 1 א).

לפני שהעומס עצמו עשוי להיות מועבר על ידי המנוע, על המנוע להסתובב כדי לתפוס את כל הרפיון הקיים ברכיבי ההולכה (איור 1 ב). כאשר המנוע מתחיל להאט בסוף מהלך, מיקום העומס עשוי למעשה לעקוף את מיקום המנוע כאשר המומנטום נושא את העומס שמעבר למצב המנוע.

על המנוע שוב לתפוס את הרפיון בכיוון ההפוך לפני שמריח מומנט על העומס כדי להאט אותו (איור 1 ג). אובדן תנועה זה נקרא התנגשות, ונמדד בדרך כלל במילוי קשת, שווה ל -1/60 של תואר. תיבות הילוכים המיועדות לשימוש עם SERCOS ביישומים תעשייתיים יש לרוב מפרטי התנגשות הנעים בין 3 ל 9 דקות קשת.

קשיחות פיתול היא ההתנגדות לפיתול פיר המנוע, אלמנטים של הילוכים והעומס בתגובה ליישום המומנט. מערכת נוקשה לאין שיעור תעביר מומנט לעומס ללא הסטה זוויתית סביב ציר הסיבוב; עם זאת, אפילו פיר פלדה מוצק יתפתל מעט תחת עומס כבד. גודל הסטייה משתנה עם המומנט המופעל, חומר יסודות ההולכה וצורתם; באופן אינטואיטיבי, חלקים ארוכים ורזים יתפתלו יותר מקצרים ושמנים. התנגדות זו לפיתול היא זו שגורמת למעיינות סליל לעבוד, כאשר דחיסת מעט פיתחת כל סיבוב חוט מעט; חוט שומם הופך מעיין נוקשה יותר. כל דבר פחות מקשיחות פיתול אינסופית גורם למערכת לפעול כמעיין, כלומר אנרגיה פוטנציאלית תאוחסן במערכת שכן העומס מתנגד לסיבוב.

בשילוב יחד, קשיחות פיתולית סופית והתקפה עלולה להשפיל משמעותית את הביצועים של מערכת סרוו. הפיגוע יכול להכניס חוסר וודאות, שכן מקודד המנוע מציין את מיקום פיר המנוע, לא במקום בו הפיגוע איפשר לעומס להתיישב. Backplash מציגה גם בעיות כוונון כזוגות העומס והבלתי פוסקים מהמנוע בקצרה כאשר העומס והכיוון היחסי ההפוך. בנוסף להתנגשות, קשיחות פיתול סופית מאחסנת אנרגיה על ידי המרת חלק מהאנרגיה הקינטית של המנוע ועומס לאנרגיה פוטנציאלית, ומשחררת אותה אחר כך. שחרור אנרגיה מאוחר זה גורם לתנודת עומס, גורם לתהודה, מפחית רווחי כוונון שמישים מרביים ומשפיע לרעה על ההיענות ועל זמן ההתיישבות של מערכת הסרוו. בכל המקרים, הפחתת הפיגוע והגברת הנוקשות של מערכת תגדיל את ביצועי הסרוו ותפשט את הכוונון.

תצורות ציר רוטרי סרוו -מוטורי

תצורת ציר הסיבוב הנפוצה ביותר היא סרוו-מוטורי סיבוב עם מקודד מובנה למשוב מיקום ותיבת הילוכים כך שתתאים למומנט הזמין ומהירות המנוע למומנט ולמהירות העומס הנדרשים. תיבת ההילוכים היא מכשיר חשמל קבוע שהוא האנלוגי המכני של שנאי להתאמת עומס.

תצורת חומרה משופרת משתמשת בכונן ישיר של Servomotor סיבוב, המבטל את רכיבי ההולכה על ידי חיבור ישיר של העומס למנוע. ואילו תצורת ההילוכים משתמשת בצימוד לפיר בקוטר קטן יחסית, מערכת ההנעה הישירה בורחת את העומס ישירות לאוגן רוטור גדול בהרבה. תצורה זו מבטלת את ההתקפה ומגדילה מאוד את קשיחות הפיתול. ספירת המוט הגבוהה יותר ופיתולי המומנט הגבוהים של מנועי כונן ישיר תואמים את המומנט ומאפייני המהירות של הילוכים עם יחס של 10: 1 ומעלה.