Uvod
Automatizacija je polje s primarnim fokusom na industrijske primjene, gdje servo motori igraju ključnu ulogu-koji obično služe kao pogonske komponente u sistemima koji zahtijevaju preciznu kontrolu brzine ili položaja. Dizajneri automatizovane opreme često se suočavaju sa izazovom izbora odgovarajućeg motora; S obzirom na mnoštvo modela i parametara koje nude dobavljači, proces odabira može biti zbunjujući za pridošlice. Ovaj članak dijeli praktične uvide izvučene iz autorovog profesionalnog iskustva kako bi pomogao čitateljima u navigaciji kroz ovaj proces.
Scenariji aplikacija
Motori koji se koriste u sistemima automatizacije uključuju servo motore, koračne motore i motore s promjenjivom{0}}frekvencijom (inverterski{1}}pokrenuti). Servo motori se obično biraju kada određena komponenta zahtijeva relativno visok stepen preciznosti u pogledu brzine ili kontrole položaja.
Sistemi pogona s varijabilnom{0}}promjenjivom frekvencijom (VFD) kontroliraju brzinu motora promjenom ulazne frekvencije. Ova metoda se općenito koristi samo za regulaciju brzine.
Poređenje između servo motora i koračnih motora otkriva sljedeće razlike:
a) Servo motori koriste kontrolne sisteme zatvorene{0}}petlje, dok koračni motori obično rade u otvorenom- načinu rada.
b) Servo motori koriste rotacijske enkodere za mjerenje položaja sa velikom preciznošću, dok se koračni motori oslanjaju na diskretne uglove koraka. U tipičnim ponudama proizvoda, pozicijska tačnost servo motora može biti za redove veličine veća od one kod koračnog motora.
c) Upravljački interfejsi za oba tipa motora mogu biti slični (npr. korištenjem impulsnih i smjernih signala).
Napajanje
Servo motori se klasificiraju kao servo motori na izmjeničnu struju ili servo motori na jednosmjernu struju, ovisno o njihovom izvoru napajanja. Proces odabira je obično jednostavan: budući da se standardna automatizirana oprema obično napaja putem industrijskog napajanja od 380 V ili mrežnog napajanja od 220 V, treba odabrati servo motor koji je direktno kompatibilan s dostupnim izvorom napajanja kako bi se izbjegla potreba za pretvaranjem energije. Mobilni sistemi-kao što su šatl platforme u automatizovanim skladištima-često koriste ugrađenu jednosmernu struju i, shodno tome, obično koriste DC servo motore.
Holding Brakes
Prilikom dizajniranja mehanizma, bitno je razmotriti da li-i pod kojim okolnostima (npr. tokom nestanka struje ili gašenja sistema)-opterećenje može rotirati ili spustiti zbog gravitacije. Ako postoji potencijal za takvu rotaciju ili kretanje, treba odabrati servo motor opremljen kočnicom za zadržavanje.
Proračuni veličine
Na osnovu prethodno utvrđenih dimenzija utvrditi zahtjeve za izvedbenu poziciju i brzinu, a zatim odabrati mehanizam prijenosa. U ovoj fazi možete odabrati odgovarajući servo sistem i mjenjač.
Ključni parametri koje treba uzeti u obzir tokom procesa dimenzioniranja uključuju:
Snaga i brzina
Izračunajte potrebnu snagu i brzinu motora na osnovu vrste mehanizma i zahtjeva za brzinom opterećenja. Tipično, također možete odabrati omjer mjenjača koji odgovara brzinskim karakteristikama odabranog motora.
U praksi, za horizontalno kretanje, koeficijent trenja i aerodinamička opterećenja koja djeluju na mehanizam prijenosa često su nesigurni; stoga se formula P=T * N / 9549 ne može koristiti za određivanje potrebnog momenta sa apsolutnom preciznošću. U stvarnosti, vršna snaga potrebna od servo motora se često javlja tokom faza ubrzanja i usporavanja. Korištenje formule T=F * R=m * a * R omogućava razumnu procjenu potrebnog momenta motora i omjera mjenjača, gdje *m* predstavlja masu opterećenja, *a* predstavlja ubrzanje opterećenja, a *R* predstavlja radijus rotacije tereta.
Dodatna razmatranja uključuju:
a) Margina snage motora.
b) Efikasnost prenosnog mehanizma.
c) Da li ulazni i izlazni momenti mjenjača zadovoljavaju zahtjeve sa dovoljnim faktorom sigurnosti.
d) Potencijalni budući zahtjevi za povećanjem brzine.
U određenim tradicionalnim industrijama-kao što je proizvodnja dizalica, gdje zahtjevi za ubrzanjem nisu posebno strogi-dizajneri često koriste empirijske formule za dimenzioniranje.
Napomena: Za opterećenja koja uključuju vertikalno kretanje, ubrzanje zbog gravitacije mora biti uključeno u proračune.
Usklađivanje inercije
Da bi se postigla visoka{0}}precizna kontrola opterećenja, bitno je razmotriti da li je inercija motora na odgovarajući način usklađena sa inercijom sistema.
Ne postoji jedno konačno objašnjenje dostupno na internetu u vezi sa zašto je potrebno usklađivanje inercije. Uobičajeno praktično pravilo je osigurati da omjer inercije reflektiranog sistema (na osovini motora) prema vlastitoj inerciji motora ne prelazi 10:1 (iako ovo specifično ograničenje može varirati od proizvođača-npr. Siemens). Niži omjer općenito rezultira većom stabilnošću upravljanja, ali zahtijeva veći motor, čime se smanjuje -efektivnost. Za detaljne metodologije proračuna, konsultujte teorijske resurse-nivoa univerziteta o mehaničkim mehanizmima.
Zahtjevi za preciznost
Nakon što uzmete u obzir redukcijski omjer mjenjača i mehanizam prijenosa, provjerite da li preciznost upravljanja motora zadovoljava specifične zahtjeve opterećenja. Obavezno uzmite u obzir zazor (razmak) unutar mjenjača, kao i svaki zazor ili labavost u komponentama prijenosa.
Kontrolna kompatibilnost
Koordinirajte sa inženjerom elektrotehnike u vezi sa kompatibilnošću upravljačkih interfejsa-posebno, da li se metoda komunikacije servo kontrolera poklapa sa metodom PLC-a i tipa enkodera i da li podaci enkodera moraju biti izloženi.