Direct Drive در مقابل Servomotor Rotary Geared: کمکی از مزیت طراحی: قسمت 1

اهداف یادگیری

• سیستم های سروو چرخشی در دنیای واقعی به دلیل محدودیت های فنی از عملکرد ایده آل کم می شوند.
• چندین نوع سرویس دهنده دوار می توانند مزایایی را برای کاربران فراهم کنند ، اما هرکدام یک چالش یا محدودیت خاص دارند.
• سرویس های چرخشی مستقیم درایو بهترین عملکرد را ارائه می دهند ، اما آنها از Gearmotors گران تر هستند.

برای ده ها سال ، سرووموتورهای دنده ای یکی از متداول ترین ابزارهای موجود در جعبه ابزار اتوماسیون صنعتی بوده اند. Sevromotors Geared موقعیت یابی ، تطبیق با سرعت ، camming الکترونیکی ، سیم پیچ ، تنش ، کاربردهای سفت کننده را ارائه می دهد و به طور کارآمد با قدرت یک سرووموتور با بار مطابقت دارد. این سؤال را ایجاد می کند: آیا یک سرووموتور دنده ای بهترین گزینه برای فناوری حرکت روتاری است یا راه حل بهتری وجود دارد؟

در یک دنیای عالی ، یک سیستم سروو دوار دارای رتبه بندی گشتاور و سرعت است که با برنامه مطابقت دارد ، بنابراین موتور نه اندازه بیش از حد و اندازه زیر است. ترکیبی از موتور ، عناصر انتقال و بار باید از سفتی پیچشی بی نهایت و واکنش شدید صفر برخوردار باشد. متأسفانه ، سیستم های سروو روتاری دنیای واقعی از این درجات مختلف و درجات مختلف کم می شوند.

در یک سیستم سروو معمولی ، واکنش شدید به عنوان از دست دادن حرکت بین موتور و بار ناشی از تحمل مکانیکی عناصر انتقال تعریف می شود. این شامل هرگونه از بین رفتن حرکات در گیربکس ، کمربند ، زنجیرها و اتصالات است. هنگامی که یک دستگاه در ابتدا از آن استفاده می شود ، بار در جایی در وسط تحمل های مکانیکی شناور می شود (شکل 1A).

قبل از اینکه خود بار توسط موتور منتقل شود ، موتور باید بچرخد تا تمام Slack موجود در عناصر انتقال را بدست آورد (شکل 1B). هنگامی که موتور در انتهای یک حرکت شروع به کاهش می کند ، موقعیت بار ممکن است در واقع از موقعیت موتور سبقت بگیرد زیرا حرکت بار فراتر از موقعیت موتور را تحمل می کند.

موتور باید دوباره قبل از استفاده از گشتاور روی بار ، شلیک را در جهت مخالف قرار دهد تا آن را کاهش دهد (شکل 1C). این از دست دادن حرکت به عنوان واکنش نشان داده می شود و به طور معمول در دقیقه قوس ، برابر با 1/60 درجه اندازه گیری می شود. گیربکس های طراحی شده برای استفاده با سرووس در برنامه های صنعتی اغلب مشخصات واکنش نشان می دهند از 3 تا 9 دقیقه قوس.

سفتی پیچشی مقاومت در برابر پیچاندن شافت موتور ، عناصر انتقال و بار در پاسخ به کاربرد گشتاور است. یک سیستم بی نهایت سفت و سخت می تواند گشتاور را به بار و بدون انحراف زاویه ای در مورد محور چرخش منتقل کند. با این حال ، حتی یک شافت فولادی جامد کمی زیر بار سنگین پیچ می خورد. میزان انحراف با گشتاور اعمال شده ، مواد عناصر انتقال و شکل آنها متفاوت است. به طور شهودی ، قطعات نازک و نازک بیش از قسمت های کوتاه و چربی پیچ خورده است. این مقاومت در برابر پیچاندن همان چیزی است که باعث می شود فنرهای سیم پیچ کار کنند ، زیرا فشرده سازی پیچ و تاب های بهار هر چرخش سیم را اندکی می کند. سیم چاق تر چشمه ای سخت تر می کند. هر چیزی کمتر از سفتی پیچشی نامتناهی باعث می شود که سیستم به عنوان چشمه عمل کند ، به این معنی که انرژی بالقوه در سیستم ذخیره می شود زیرا بار در برابر چرخش مقاومت می کند.

هنگامی که با هم ترکیب می شوند ، سفتی پیچشی محدود و واکنش شدید می تواند عملکرد یک سیستم سروو را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. Backlash می تواند عدم اطمینان را معرفی کند ، زیرا رمزگذار موتور نشان دهنده موقعیت شافت موتور است ، نه در جایی که واکنش واکنش به بار اجازه داده شده است. Backlash همچنین مشکلات تنظیم را به عنوان زوج های بار و غیرقانونی از موتور به طور خلاصه در هنگام هدایت بار و موتور معکوس به طور خلاصه معرفی می کند. علاوه بر واکنش شدید ، سفتی پیچشی محدود با تبدیل مقداری از انرژی جنبشی موتور و بار به انرژی بالقوه ، انرژی را ذخیره می کند و بعداً آن را آزاد می کند. این انتشار تاخیر در انرژی باعث نوسان بار ، القاء رزونانس ، کاهش حداکثر سود تنظیم قابل استفاده می شود و بر پاسخگویی و تسویه زمان سیستم سروو تأثیر منفی می گذارد. در همه موارد ، کاهش واکنش شدید و افزایش سفتی یک سیستم باعث افزایش عملکرد سروو و ساده سازی تنظیم می شود.

تنظیمات Servomotor محور چرخشی

متداول ترین پیکربندی محور دوار ، یک سرویس دهنده دوار با یک رمزگذار داخلی برای بازخورد موقعیت و یک گیربکس برای مطابقت با گشتاور و سرعت موجود موتور با گشتاور و سرعت مورد نیاز بار است. گیربکس یک دستگاه برق ثابت است که آنالوگ مکانیکی یک ترانسفورماتور برای تطبیق بار است.

یک پیکربندی سخت افزاری بهبود یافته از یک سرویس چرخشی مستقیم درایو استفاده می کند ، که با اتصال مستقیم بار به موتور ، عناصر انتقال را از بین می برد. در حالی که پیکربندی GearMotor از اتصال به یک شافت با قطر نسبتاً کوچک استفاده می کند ، سیستم درایو مستقیم بار را مستقیماً به یک فلنج روتور بسیار بزرگتر پیچ می کند. این پیکربندی واکنش شدید را از بین می برد و سفتی پیچشی را به شدت افزایش می دهد. تعداد قطب بالاتر و سیم پیچ های گشتاور زیاد موتورهای درایو مستقیم با گشتاور و سرعت یک دنده دنده با نسبت 10: 1 یا بالاتر مطابقت دارد.