Gall servomotor wedi'i anelu fod yn ddefnyddiol ar gyfer technoleg mudiant cylchdro, ond mae heriau a chyfyngiadau y mae angen i ddefnyddwyr fod yn ymwybodol ohonynt.
Gan: Dakota Miller a Bryan Knight
Amcanion Dysgu
- Mae systemau servo cylchdro byd go iawn yn brin o'r perfformiad delfrydol oherwydd cyfyngiadau technegol.
- Gall sawl math o servomotors cylchdro ddarparu buddion i ddefnyddwyr, ond mae gan bob un her neu gyfyngiad penodol.
- Mae servomotors cylchdro gyriant uniongyrchol yn cynnig y perfformiad gorau, ond maen nhw'n ddrutach na gearmotors.
Ers degawdau, mae servomotors wedi'u hanelu wedi bod yn un o'r offer mwyaf cyffredin yn y blwch offer awtomeiddio diwydiannol. Mae sevomotors wedi'u hanelu yn cynnig lleoli, paru cyflymder, camio electronig, troellog, tynhau, tynhau cymwysiadau ac yn cydweddu pŵer servomotor â'r llwyth yn effeithlon. Mae hyn yn codi'r cwestiwn: ai servomotor wedi'i anelu yw'r opsiwn gorau ar gyfer technoleg mudiant cylchdro, neu a oes ateb gwell?
Mewn byd perffaith, byddai gan system servo cylchdro torque a graddfeydd cyflymder sy'n cyd-fynd â'r cais fel nad yw'r modur yn rhy fawr nac yn rhy fach. Dylai'r cyfuniad o fodur, elfennau trawsyrru, a llwyth fod ag anystwythder dirdynnol anfeidrol a sero adlach. Yn anffodus, mae systemau servo cylchdro byd go iawn yn brin o'r ddelfryd hon i raddau amrywiol.
Mewn system servo nodweddiadol, diffinnir adlach fel colli symudiad rhwng y modur a'r llwyth a achosir gan oddefiannau mecanyddol yr elfennau trawsyrru; mae hyn yn cynnwys unrhyw golled symud trwy gydol blychau gêr, gwregysau, cadwyni a chyplyddion. Pan fydd peiriant yn cael ei bweru ymlaen i ddechrau, bydd y llwyth yn arnofio rhywle yng nghanol y goddefiannau mecanyddol (Ffigur 1A).
Cyn y gall y modur symud y llwyth ei hun, rhaid i'r modur gylchdroi i gymryd yr holl slac sy'n bodoli yn yr elfennau trawsyrru (Ffigur 1B). Pan fydd y modur yn dechrau arafu ar ddiwedd symudiad, efallai y bydd safle'r llwyth mewn gwirionedd yn goddiweddyd safle'r modur gan fod momentwm yn cludo'r llwyth y tu hwnt i safle'r modur.
Rhaid i'r modur fynd â'r slac i'r cyfeiriad arall eto cyn rhoi torque ar y llwyth i'w arafu (Ffigur 1C). Gelwir y golled hon mewn mudiant yn adlach, ac fe'i mesurir fel arfer mewn munudau arc, sy'n hafal i 1/60fed gradd. Yn aml mae gan flychau gêr a ddyluniwyd i'w defnyddio gyda servos mewn cymwysiadau diwydiannol fanylebau adlach yn amrywio o 3 i 9 munud arc.
Anystwythder torsiynol yw'r ymwrthedd i droelli'r siafft modur, yr elfennau trawsyrru, a'r llwyth mewn ymateb i gymhwyso trorym. Byddai system anfeidrol anystwyth yn trosglwyddo trorym i'r llwyth heb unrhyw wyriad onglog o amgylch echel y cylchdro; fodd bynnag, bydd hyd yn oed siafft ddur solet yn troi ychydig o dan lwyth trwm. Mae maint y gwyriad yn amrywio yn ôl y trorym a gymhwysir, deunydd yr elfennau trawsyrru, a'u siâp; yn reddfol, bydd rhannau hir, tenau yn troi mwy na rhai byr, braster. Y gwrthwynebiad hwn i droelli yw'r hyn sy'n gwneud i ffynhonnau coil weithio, gan fod cywasgu'r gwanwyn yn troi pob tro o'r wifren ychydig; gwifren dewach yn gwneud gwanwyn llymach. Mae unrhyw beth sy'n llai nag anystwythder dirdro anfeidrol yn achosi i'r system weithredu fel sbring, sy'n golygu y bydd egni potensial yn cael ei storio yn y system wrth i'r llwyth wrthsefyll cylchdroi.
O'u cyfuno â'i gilydd, gall anystwythder torsional cyfyngedig ac adlach ddirywio'n sylweddol berfformiad system servo. Gall adlach gyflwyno ansicrwydd, gan fod yr amgodiwr modur yn nodi lleoliad siafft y modur, nid lle mae'r adlach wedi caniatáu i'r llwyth setlo. Mae adlach hefyd yn cyflwyno materion tiwnio fel y cyplau llwyth a uncouples o'r modur yn fyr pan fydd y llwyth a modur gwrthdroi cyfeiriad cymharol. Yn ogystal ag adlach, mae anystwythder torsional meidraidd yn storio egni trwy drosi rhywfaint o egni cinetig y modur a'r llwyth yn egni potensial, gan ei ryddhau yn ddiweddarach. Mae'r oedi hwn wrth ryddhau ynni yn achosi osciliad llwyth, yn achosi cyseiniant, yn lleihau'r enillion tiwnio mwyaf y gellir eu defnyddio ac yn effeithio'n negyddol ar ymatebolrwydd ac amser setlo'r system servo. Ym mhob achos, bydd lleihau adlach a chynyddu anystwythder system yn cynyddu perfformiad servo ac yn symleiddio tiwnio.
Ffurfweddau servomotor Echel Rotari
Y cyfluniad echel cylchdro mwyaf cyffredin yw servomotor cylchdro gydag amgodiwr adeiledig ar gyfer adborth safle a blwch gêr i gyd-fynd â'r trorym sydd ar gael a chyflymder y modur â'r trorym gofynnol a chyflymder y llwyth. Mae'r blwch gêr yn ddyfais pŵer cyson sy'n analog mecanyddol newidydd ar gyfer paru llwyth.
Mae cyfluniad caledwedd gwell yn defnyddio servomotor cylchdro gyriant uniongyrchol, sy'n dileu'r elfennau trawsyrru trwy gyplu'r llwyth yn uniongyrchol i'r modur. Tra bod y cyfluniad gearmotor yn defnyddio cyplydd â siafft diamedr cymharol fach, mae'r system gyrru uniongyrchol yn bolltio'r llwyth yn uniongyrchol i fflans rotor llawer mwy. Mae'r cyfluniad hwn yn dileu adlach ac yn cynyddu anystwythder torsionol yn fawr. Mae'r cyfrif polyn uwch a dirwyniadau trorym uchel moduron gyriant uniongyrchol yn cyfateb i nodweddion torque a chyflymder gêr modur gyda chymhareb o 10:1 neu uwch.
Amser postio: Tachwedd-12-2021
