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Gewusst wie: einen Servomotor wählen

Jul 17, 2017

Ordnungsgemäße Dimensionierung Motoren in eine Motion-Control-Anwendung ist schwieriger als ein AC Induktionsmotor Dimensionierung, weil nicht nur Beschleunigung, Verzögerung und laufen Drehmoment berücksichtigen, sondern auch die Fähigkeit des Servos motor fest Steuern berücksichtigt werden muss die Last von Geschwindigkeit, Position oder Drehmoment. Dies bedeutet, dass die Peak-Drehmoment-Messungen in der Regel während der Beschleunigung oder Verlangsamung, zusammen mit der Ausführung/Normal-Drehmoment berechnet werden müssen. Darüber hinaus muss die Trägheit des Systems (die Last Widerstand gegen Veränderungen in der Geschwindigkeit) berechnet werden, um sicherzustellen, dass der Motor/Antrieb in der Lage, die Belastung zu kontrollieren.

Kontinuierliches Drehmoment des Motors ist seine Fähigkeit, das Nenndrehmoment und Geschwindigkeit ohne Überhitzung zu produzieren. Intermittierende Drehmoment gibt an, wieviel Drehmoment ein Motors in kurzer Zeit produzieren kann basiert auf aktuellen Grenzen der Antrieb und Motor. Die intermittierende (oder Spitzenlast) Drehmoment eines Motors kann viel höher sein als seine Nenndrehmoment und Servosysteme sollen in der Regel innerhalb dieser Gipfel Drehmomentbereich beim beschleunigen oder Abbremsen der Last zu betreiben.

Hier ist ein Blick auf die wichtigsten Parameter, die bei der Dimensionierung eines Servomotors.

Last
Korrekte Dimensionierung ein Servomotors beginnt mit Wissen der Last. Dies ist auch im Hinblick auf die Trägheit gesprochen. In der Regel die wichtigste Figur ist die Trägheit-Ratio, die das Verhältnis der Lastträgheit zum motor Trägheit oder Trägheit Verhältnis = JL / JM JL wo das Trägheitsmoment der Last ist und JM ist das Trägheitsmoment des Motors.

Trägheitsmoment des Motors sind den Datenblättern der Hersteller entnehmen. Das Trägheitsmoment der Last ist jedoch etwas komplexer. Grundsätzlich trägt jeder Komponente, die durch den Motor bewegt wird, die Gesamtlast Trägheit. Dazu gehören nicht nur die Ladung selbst, sondern andere mechanische Komponenten des Übertragungssystems wie Kupplungen, Gewindespindeln, Schienen und So weiter.

Geschwindigkeit
Ein weiterer wichtiger Faktor ist die Geschwindigkeit oder Geschwindigkeit. Dazu gehört zu wissen, wie weit und wie schnell die Last übertragen werden muss. Zu wissen, das Trägheitsmoment Verhältnis helfen dazu sowie zu wissen, das Bewegungsprofil des Systems. Herauszufinden, was das Bewegungsprofil ist und zu wissen, die Trägheit des Systems können Sie die gewünschte Geschwindigkeit, Beschleunigung und Drehmoment zu ermitteln.

Drehmoment
Sobald die Last und Drehzahl bekannt sind, berechnen Sie das erforderliche Drehmomentwerte. Dies kann aus der Motor-Drehmoment-Drehzahl-Kurve ermittelt werden. Berechnungen müssen unternommen werden, um die erforderliche kontinuierliche Drehmoment, das maximale Drehmoment und maximale Motordrehzahl zu bestimmen. Die erforderliche Menge an kontinuierlichen Drehmoment muss innerhalb des kontinuierlichen operativen Bereichs der System-Drehmoment-Drehzahl-Kurve liegen. Die erforderliche Menge an Spitzendrehmoment muss auch innerhalb der Servo-System intermittierenden Betrieb Region der System-Drehmoment-Drehzahl-Kurve liegen.

Dimensionierung von Software
Die Berechnungen mit ordnungsgemäße Dimensionierung eines Servomotors beteiligt sind komplex, aber es gibt viele verschiedene Software-Programme zur Verfügung, um den Auswahlprozess zu erleichtern.
Diese Programme berechnen das Drehmoment, Drehzahl und Trägheit Anforderungen entsprechend den Vorgaben des Anwenders Anwendung und sind hilfreich für die Auswahl des richtigen Größe-Motors für die Anwendung.

Dimensionierung Software fragt nach der System-Hardware, die werden verwendet (Antrieb, Motor, Getriebe, Last) und bitten für eine Definition der Art der Bewegung des Systems durchführt (d. h. das Bewegungsprofil.) Bereitstellung von Distanz und Zeit, oder die Bereitstellung der Entfernung und Geschwindigkeit des erforderlichen Umzugs, ermöglicht die Software, um festzustellen, das kontinuierliche Drehmoment und das maximale Drehmoment des Motors erforderlich.

Sizing-Software kann auch helfen die Trägheit Missverhältnis von der Last des Motors zu berechnen. Eine allgemeine Faustregel ist, das Missverhältnis von Trägheit zu weniger als 10:1 (Trägheit der Last: Trägheit des Motors) zu halten. Während viele Servosysteme Diskrepanzen von deutlich über 10:1 verarbeiten können, ergeben sich bessere Steuerung und Antwort mit einer Trägheit Missverhältnis von 10:1 oder weniger.

Ein Wort über Getriebe
Die Servo motor Größe wirkt sich direkt auf Systemkomponenten Servo so Dimensionierung des Motors wichtig. Wenn ein Servomotor überdimensioniert ist, benötigen sie einen größeren Verstärker als für einen kleineren Motor erforderlich. Das bedeutet viel höheren Hardware-Kosten und auch erhöhten Energiebedarf.

Servo Motoren laufen in der Regel mit Geschwindigkeiten im Bereich von 3.000 bis 5.000 u/min, und in vielen Anwendungen ist der Motor gepaart mit irgendeiner Art von Getriebe, Drehmoment zu erhöhen. Getriebe erhöht das verfügbare Drehmoment durch das Übersetzungsverhältnis, so dass ein 3:1 Flaschenzug zur Verfügung stehende Drehmoment um den Faktor 3 (Wirkungsgradverluste vernachlässigen) zunehmen. Getriebe senkt auch die Trägheit Missverhältnis Verhältnis durch das Quadrat der das Übersetzungsverhältnis, eine 10:1 Getriebe reflektierte Lastträgheit um den Faktor 100 reduziert wird.

In vielen Fällen ermöglicht Getriebe kleinere Motoren erfolgreich eingesetzt werden mehr als die Kosten für die Getriebe ausgleichen. In vielen Anwendungen kann hinzufügen, ein Getriebe (oder irgendeine Art von Getriebe) die Verwendung von nicht nur ein kleinerer Motor, sondern auch eine kleinere Festplatte ermöglichen. Downsizing Motor und Antrieb kann manchmal Zahlen für die gestiegenen Kosten für zusätzliche Getriebe, besonders wenn Betriebskosten berücksichtigt werden.