Servomotoro povas esti utila por rotacia movada teknologio, sed estas defioj kaj limigoj, kiujn uzantoj devas konscii.
De: Dakota Miller kaj Bryan Knight
Lernaj Celoj
- Real-mondaj rotaciaj servosistemoj mankas al la ideala agado pro teknikaj limigoj.
- Pluraj specoj de rotaciaj servomotoroj povas disponigi avantaĝojn por uzantoj, sed ĉiu havas specifan defion aŭ limigon.
- Rekta veturado rotaciaj servomotoroj ofertas la plej bonan agadon, sed ili estas pli multekostaj ol ilarmotoroj.
Dum jardekoj, adaptitaj servomotoroj estis unu el la plej oftaj iloj en la industriaŭtomatiga ilujo. Geared sevromotoroj ofertas poziciigadon, rapidkongruon, elektronikan kamon, volvadon, streĉadon, streĉajn aplikojn kaj efike kongruas la potencon de servomotoro al la ŝarĝo. Ĉi tio levas la demandon: ĉu adaptita servomotoro estas la plej bona elekto por rotacia movada teknologio, aŭ ĉu ekzistas pli bona solvo?
En perfekta mondo, rotacia servosistemo havus tordmomantajn kaj rapidecajn rangigojn kiuj kongruas kun la aplikaĵo tiel ke la motoro estas nek trogranda nek subgranda. La kombinaĵo de motoro, dissendaj elementoj kaj ŝarĝo devus havi senfinan tordan rigidecon kaj nulan kontraŭreagon. Bedaŭrinde, realaj mondaj rotaciaj servosistemoj mankas al ĉi tiu idealo en diversaj gradoj.
En tipa servosistemo, kontraŭreago estas difinita kiel la perdo de moviĝo inter la motoro kaj la ŝarĝo kaŭzita de la mekanikaj toleremoj de la dissendaj elementoj; tio inkluzivas ajnan moviĝperdon tra rapidumujoj, zonoj, ĉenoj kaj kupladoj. Kiam maŝino estas komence ŝaltita, la ŝarĝo flosos ie en la mezo de la mekanikaj toleremoj (Figuro 1A).
Antaŭ ol la ŝarĝo mem povas esti movita de la motoro, la motoro devas turni por preni ĉiun malstreĉon ekzistantan en la dissendaj elementoj (Figuro 1B). Kiam la motoro komencas malakceliĝi ĉe la fino de movo, la ŝarĝpozicio povas fakte preterpasi la motorpozicion kiam impeto portas la ŝarĝon preter la motorpozicio.
La motoro denove devas preni la malstreĉon en la kontraŭa direkto antaŭ ol apliki tordmomanton al la ŝarĝo por malrapidigi ĝin (Figuro 1C). Tiu perdo de moviĝo estas nomita kontraŭreago, kaj estas tipe mezurita en arkminutoj, egala al 1/60-a de grado. Rapidumujoj dizajnitaj por uzo kun servoj en industriaj aplikoj ofte havas kontraŭreagspecifojn intervalantajn de 3 ĝis 9 arkminutoj.
Torsia rigideco estas la rezisto al tordado de la motorŝafto, dissendelementoj, kaj la ŝarĝo en respondo al la apliko de tordmomanto. Senlime rigida sistemo elsendus tordmomanton al la ŝarĝo kun neniu angula deklino ĉirkaŭ la rotacia akso; tamen, eĉ solida ŝtala ŝafto iomete tordiĝos sub peza ŝarĝo. La grandeco de deklino varias laŭ la tordmomanto aplikita, la materialo de la dissendelementoj, kaj ilia formo; intuicie, longaj, maldikaj partoj tordos pli ol mallongaj, dikaj. Ĉi tiu rezisto al tordado estas kio igas volvaĵrisortojn funkcii, ĉar kunpremado de la risorto tordas ĉiun turnon de la drato iomete; pli dika drato faras pli rigidan risorton. Io ajn malpli ol senfina torda rigideco igas la sistemon funkcii kiel risorto, signifante ke potenciala energio estos stokita en la sistemo kiam la ŝarĝo rezistas rotacion.
Se kombinitaj kune, finhava torda rigideco kaj kontraŭreago povas signife degradi la agadon de servosistemo. Kontraŭreago povas enkonduki necertecon, ĉar la motorkodilo indikas la pozicion de la ŝafto de la motoro, ne kie la kontraŭreago permesis al la ŝarĝo ekloĝi. Kontraŭreago ankaŭ lanĉas agordadproblemojn kiam la ŝarĝo kunligas kaj malkunligas de la motoro nelonge kiam la ŝarĝo kaj motoro inversigas relativan direkton. Aldone al kontraŭreago, finhava torda rigideco stokas energion konvertante iom da el la kineta energio de la motoro kaj ŝarĝo en potencialan energion, liberigante ĝin poste. Ĉi tiu prokrastita energiliberigo kaŭzas ŝarĝosciladon, induktas resonancon, reduktas maksimumajn uzeblajn agordajn gajnojn kaj negative influas la respondecon kaj solvi tempon de la servosistemo. En ĉiuj kazoj, redukti kontraŭreagon kaj pliigi la rigidecon de sistemo pliigos servo-efikecon kaj simpligos agordon.
Servomotoraj agordoj de rotacia akso
La plej ofta rotacia aksa agordo estas rotacia servomotoro kun enkonstruita kodilo por pozicia retrosciigo kaj rapidumujo por egali la disponeblan tordmomanton kaj rapidecon de la motoro al la postulata tordmomanto kaj rapideco de la ŝarĝo. La rapidumujo estas konstanta potenca aparato, kiu estas la mekanika analogaĵo de transformilo por ŝarĝa kongruo.
Plibonigita hardvarkonfiguracio uzas rektan veturan rotacian servomotoron, kiu eliminas la dissendajn elementojn rekte kunligante la ŝarĝon al la motoro. Dum la rapidmotorkonfiguracio uzas kuplon al relative malgranda diametra ŝafto, la rekta veturadsistemo boltas la ŝarĝon rekte al multe pli granda rotorflanĝo. Ĉi tiu agordo eliminas kontraŭreagon kaj multe pliigas tordan rigidecon. La pli alta poluskalkulo kaj altaj tordmomantaj bobenaĵoj de rekta veturado-motoroj kongruas kun la tordmomanto kaj rapideco-karakterizaĵoj de ilarmotoro kun rilatumo de 10:1 aŭ pli alta.
Afiŝtempo: Nov-12-2021
