Hvilke faktorer bør jeg vurdere når jeg dimensjonerer en servomotor?

Størrelse på en industriell servomotor er et kritisk trinn i design av ethvert bevegelseskontrollsystem. Å gjøre feil kan føre til dårlig ytelse, hyppige feil eller unødvendige kostnader. I stedet for bare å velge en motor basert på en generell hestekrefter, innebærer en profesjonell tilnærming en detaljert analyse av applikasjonens spesifikke krav.

For å dimensjonere en servomotor riktig, må du vurdere følgende nøkkelfaktorer.

1. Bevegelsesprofilanalyse

Det første trinnet er å definere den nødvendige bevegelsen. En bevegelsesprofil bryter ned en enkelt bevegelsessyklus i segmenter med akselerasjon, konstant hastighet og retardasjon.

• Akselerasjon og retardasjonstid: Dette bestemmer det maksimale dreiemomentet som kreves for å starte og stoppe lasten. Raskere ramper krever høyere dreiemoment.

• Konstant hastighetstid: Motoren må gi et visst nivå av kontinuerlig dreiemoment for å overvinne friksjon og andre krefter under steady-state-delen av bevegelsen.

• Oppholdstid: Tiden mellom bevegelsessyklusene er avgjørende for å la motoren kjøle seg ned. Det påvirker motorens evne til å håndtere den neste syklusens krav.

2. Last og treghet

En motors evne til å flytte en last er direkte knyttet til tregheten til systemet. Treghet er et mål på et objekts motstand mot en endring i bevegelse.

• Lasttreghet: Dette er tregheten til alt motoren trenger for å bevege seg, inkludert selve lasten, gir, trinser og andre mekaniske komponenter.

• Motor treghet: Dette er tregheten til motorens rotor. Det ideelle scenariet er at motortregheten er en liten brøkdel av den totale systemtregheten. En god tommelfingerregel er å ha et belastning-til-motor treghetsforhold mellom 3:1 og 5:1 , selv om forhold opp til 10:1 kan aksepteres med riktig innstilling. Utilpasset treghet kan forårsake ustabile eller vanskelige å justere kontrollsløyfer, noe som fører til vibrasjoner og dårlig posisjoneringsnøyaktighet.

3. Momentkrav

Dreiemoment er rotasjonskraften som produseres av motoren. Du må vurdere to typer dreiemoment:

• Kontinuerlig dreiemoment ( $$T_C$$

  Dette er det maksimale dreiemomentet motoren kan produsere kontinuerlig uten overoppheting. Det er nødvendig for å overvinne stabile krefter som friksjon og tyngdekraft. Det er gjennomsnittlig dreiemoment over en fullstendig driftssyklus.

• Maksimalt dreiemoment ( $$T_P$$

  Dette er det maksimale dreiemomentet motoren kan levere over en kort periode, typisk under akselerasjon eller retardasjon. Motorens maksimale dreiemoment må være høyere enn applikasjonens maksimale akselerasjonsmoment for å sikre dynamisk ytelse.

Du kan bruke RMS-metoden for å beregne det nødvendige kontinuerlige dreiemomentet, og ta hensyn til momentnivåene og varighetene for hvert segment av bevegelsesprofilen. Det beregnede RMS-momentet må være mindre enn motorens nominelle kontinuerlige dreiemoment ( $$T_C$$ ). På samme måte må det påkrevde toppmomentet være mindre enn motorens nominelle toppmoment ( $$T_P$$ ).

4. Hastighetskrav

Motorens hastighetsvurdering er en annen kritisk faktor. Den valgte motoren må være i stand til å nå den maksimale hastigheten som kreves av bevegelsesprofilen din. Du bør også vurdere turtall-momentkurven til motoren. Når hastigheten øker, reduseres ofte det tilgjengelige dreiemomentet. Sørg for at motoren kan gi det nødvendige dreiemomentet ved nødvendig turtall.

5. Miljøfaktorer

An industriell servomotor må tåle forholdene i driftsmiljøet.

• Temperatur: Sørg for at motorens driftstemperaturområde er egnet for miljøet. Høye omgivelsestemperaturer kan redusere motorens ytelse.

• Ingress Protection (IP)-vurdering: Denne vurderingen indikerer motorens motstand mot støv og væsker. For støvete eller våte miljøer er en høyere IP-klassifisering avgjørende for å forhindre motorskade.

• Vibrasjon og sjokk: Motoren bør være mekanisk robust nok til å håndtere eventuelle vibrasjoner eller støt i applikasjonen.

Ved å nøye vurdere hver av disse faktorene – bevegelsesprofil, treghet, dreiemoment, hastighet og miljø – kan du velge en industriell servomotor som gir optimal ytelse, effektivitet og lang levetid for din spesifikke applikasjon. En grundig dimensjoneringsprosess sikrer ikke bare pålitelig drift, men hjelper deg også med å unngå overdimensjonering, noe som kan føre til høyere kostnader og bortkastet energi.