Какие факторы следует учитывать при выборе серводвигателя?

Определение размера промышленный серводвигатель – это критический шаг при проектировании любой системы управления движением. Неправильное выполнение может привести к снижению производительности, частым сбоям или ненужным затратам. Вместо того, чтобы просто выбирать двигатель на основе общей мощности, профессиональный подход предполагает подробный анализ конкретных требований вашего приложения.

Чтобы правильно подобрать серводвигатель, необходимо учитывать следующие ключевые факторы.

1. Анализ профиля движения

Первым шагом является определение необходимого движения. Профиль движения разбивает один цикл движения на сегменты ускорения, постоянной скорости и замедления.

• Время ускорения и замедления: Это определяет пиковый крутящий момент, необходимый для запуска и остановки нагрузки. Более быстрые разгоны требуют более высокого крутящего момента.

• Время постоянной скорости: Двигатель должен обеспечивать определенный уровень постоянного крутящего момента для преодоления трения и других сил во время установившейся части движения.

• Время пребывания: Время между циклами движения имеет решающее значение для остывания двигателя. Это влияет на способность двигателя справляться с требованиями следующего цикла.

2. Нагрузка и инерция

Способность двигателя перемещать нагрузку напрямую связана с инерцией системы. Инерция — это мера сопротивления объекта изменению движения.

• Инерция нагрузки: Это инерция всего, что необходимо двигателю для перемещения, включая сам груз, шестерни, шкивы и любые другие механические компоненты.

• Инерция двигателя: Это инерция ротора двигателя. Идеальный сценарий заключается в том, что инерция двигателя составляет небольшую часть общей инерции системы. Хорошее эмпирическое правило — иметь соотношение инерции нагрузки к двигателю между 3:1 и 5:1 , хотя соотношения до 10:1 может быть приемлемым при правильной настройке. Несоответствующая инерция может вызвать нестабильность или сложность настройки контуров управления, что приведет к вибрациям и плохой точности позиционирования.

3. Требования к крутящему моменту

Крутящий момент – это вращательная сила, создаваемая двигателем. Вам необходимо учитывать два типа крутящего момента:

• Непрерывный крутящий момент ( $${Т}_{С}$$

  Это максимальный крутящий момент, который двигатель может производить непрерывно без перегрева. Это необходимо для преодоления установившихся сил, таких как трение и гравитация. Это средний крутящий момент за полный рабочий цикл.

• Пиковый крутящий момент ( $${Т}_{П}$$

  Это максимальный крутящий момент, который двигатель может развивать в течение короткого времени, обычно во время ускорения или замедления. Пиковый крутящий момент двигателя должен быть выше, чем максимальный момент ускорения вашего приложения, чтобы обеспечить динамические характеристики.

Вы можете использовать метод среднеквадратического значения (RMS) для расчета требуемого непрерывного крутящего момента, принимая во внимание уровни и продолжительность крутящего момента для каждого сегмента профиля движения. Рассчитанный среднеквадратичный крутящий момент должен быть меньше номинального продолжительного крутящего момента двигателя ( $${Т}_{С}$$ ). Аналогично, требуемый пиковый крутящий момент должен быть меньше номинального пикового крутящего момента двигателя ( $${Т}_{П}$$ ).

4. Требования к скорости

Еще одним важным фактором является номинальная скорость двигателя. Выбранный двигатель должен обеспечивать максимальную скорость, необходимую для вашего профиля движения. Также следует учитывать кривую скорости и крутящего момента двигателя. По мере увеличения скорости доступный крутящий момент часто уменьшается. Убедитесь, что двигатель может обеспечить необходимый крутящий момент на требуемой скорости.

5. Факторы окружающей среды

Ан промышленный серводвигатель должен выдерживать условия окружающей среды.

• Температура: Убедитесь, что диапазон рабочих температур двигателя соответствует окружающей среде. Высокие температуры окружающей среды могут снизить производительность двигателя.

• Степень защиты от проникновения (IP): Этот рейтинг указывает на устойчивость двигателя к пыли и жидкостям. Для пыльных или влажных сред необходим более высокий рейтинг IP, чтобы предотвратить повреждение двигателя.

• Вибрация и удары: Двигатель должен быть достаточно прочным механически, чтобы выдерживать любые вибрации и удары, возникающие при эксплуатации.

Тщательно рассмотрев каждый из этих факторов — профиль движения, инерцию, крутящий момент, скорость и окружающую среду — вы можете выбрать промышленный серводвигатель который обеспечивает оптимальную производительность, эффективность и долговечность для вашего конкретного применения. Тщательный процесс определения размеров не только обеспечивает надежную работу, но также помогает избежать превышения размеров, которое может привести к увеличению затрат и перерасходу энергии.