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Comment choisir un moteur Servo

Jul 17, 2017

Dimensionner correctement moteurs dans une application de contrôle de mouvement est plus difficile que le dimensionnement d’un moteur à induction AC parce que non seulement il couple d’accélération, de décélération et de course faut tenir compte, mais aussi la capacité du servo moteur à contrôler étroitement les de charge, vitesse, position ou couple. Cela signifie que les mesures de couple de pointe doivent être calculées, habituellement pendant l’accélération ou de décélération, ainsi que le couple de fonctionnement normal. En outre, l’inertie du système (résistance de la charge de changer de vitesse) doit être calculée pour s’assurer que le système de motorisation/sera en mesure de contrôler la charge.

Couple continu du moteur est sa capacité à produire le couple nominal et la vitesse sans surchauffe. Couple intermittent indique combien couple un moteur peut produire en un laps de temps basé sur les limites actuelles de la voiture et le moteur. Le couple intermittent (ou crête) d’un moteur peut être beaucoup plus élevé que son couple nominal, et systèmes de servo sont généralement conçus pour fonctionner dans cette plage de couple de pointe lors de l’accélération ou de décélération de la charge.

Voici un regard sur les paramètres clés à considérer lors du dimensionnement d’un moteur d’asservissement.

Charge
Dimensionnement correctement un moteur servo commence par connaître la charge. C’est aussi parlé en termes d’inertie. De manière générale, le personnage important est le ratio de l’inertie, qui est le rapport entre l’inertie de la charge à l’inertie moteur, ou inertie Ratio = JL / JM où JL est le moment d’inertie de la charge et JM sont le moment d’inertie du moteur.

On trouvera d’inertie du moteur par rapport aux feuilles de données du fabricant. Cependant, le moment d’inertie de la charge est un peu plus complexe. Fondamentalement, chaque composant qui est proposé par le moteur contribue à l’inertie de la charge totale. Cela inclut non seulement la charge elle-même, mais tous les autres composants mécaniques du système de transmission tels que les raccords, vis, rails et ainsi de suite.

Vitesse
Un autre facteur important est la vitesse ou la vitesse. Il s’agit de savoir dans quelle mesure et à quelle vitesse la charge doit voyager. Savoir le ratio d’inertie peut aider avec ceci ainsi que connaître le profil de mouvement du système. Comprendre ce que le profil de mouvement est et sachant l’inertie du système permet de déterminer la vitesse requise, accélération et le couple.

Couple de serrage
Une fois la charge et vitesse sont connus, calculer les valeurs de couple de serrage prévu. Ceci peut être déterminé de la courbe couple-vitesse du moteur. Les calculs il faut faire pour déterminer le couple continu requis, le couple de pointe et vitesse maximale du moteur. La quantité requise de couple continu doit se situer à l’intérieur de la région d’exploitation continue de la courbe de couple-vitesse du système. La quantité requise de couple de pointe doit entrent également dans la région de fonctionnement intermittent du système servo de la courbe de couple-vitesse du système.

Logiciel de dimensionnement
Les calculs impliqués avec dimensionnement correctement un moteur d’asservissement sont complexes, mais il existe de nombreux logiciels différents disponibles pour faciliter le processus de sélection.
Ces programmes calculer le couple, la vitesse et exigences d’inertie selon les spécifications de demande de l’utilisateur et sont utiles pour choisir le moteur de la bonne taille pour l’application.

Logiciel de dimensionnement demandera pour le matériel du système qui sera utilisé (voiture, moteur, engrenages, charge) et demandera pour une définition du type de déplacer le système exécutera (c.-à-d. le profil motion.) Fournissant la distance et le temps, ou de fournir la distance et la vitesse de déplacement nécessaire, permettra au logiciel de déterminer le couple continu et le couple maximal requis par le moteur.

Logiciel de dimensionnement permet également de calculer le décalage de l’inertie de la charge du moteur. Une règle générale est de garder l’inadéquation de l’inertie à moins de 10:1 (inertie de la charge : l’inertie du moteur). Tandis que de nombreux systèmes de servo peuvent gérer les incompatibilités de beaucoup supérieures à 10:1, meilleur système de contrôle et de réponse entraînera avec un décalage d’inertie de 10:1 ou moins.

Un mot sur l’engrenage
La taille de moteur servo affecte directement les autres composants du système servo, dimensionnement adéquat du moteur est critique. Si un moteur d’asservissement est surdimensionné, il faudra un amplificateur plus grand que celle requise pour un moteur plus petit. Cela signifie que les coûts de matériel beaucoup plus élevés et a aussi augmenté les besoins énergétiques.

Servo moteurs fonctionnent généralement à des vitesses de l’ordre de 3 000 à 5 000 tr/min, et dans de nombreuses applications, le moteur est couplé avec un certain type d’engrenage pour augmenter le couple. Engrenage augmente le couple disponible de la démultiplication, donc un système de 3:1 poulie va augmenter couple disponible d’un facteur 3 (si on néglige les pertes d’efficacité). Engrenage réduira également le ratio de non-concordance d’inertie par le carré de la démultiplication, donc une boite de 10:1 permettra de réduire l’inertie de la charge réfléchie par un facteur de 100.

Dans bien des cas, engrenage permet aux plus petits moteurs être utilisé avec succès, plus que compenser le coût de la système d’engrenages. Dans de nombreuses applications, ajout d’une boîte de vitesses (ou un certain type d’engrenage) peut permettre l’utilisation de non seulement un moteur plus petit, mais aussi un plus petit disque. Réduction des effectifs du moteur et entraînement peuvent parfois payer pour l’augmentation des coûts de transmission supplémentaire, surtout lorsque les coûts d’exploitation sont considérés comme.