Direkte Fuert vs

Léierziler

• Real-Welt Rotary Servo Systemer falen kuerz vun der idealer Leeschtung wéinst techneschen Aschränkungen.
• Verschidde Aarte vu Rotary Servomotoren kënne Virdeeler fir d'Benotzer ubidden, awer all huet eng spezifesch Erausfuerderung oder Begrenzung.
• Direkt fueren Rotary Servomotoren bidden déi bescht Leeschtung, awer si si méi deier wéi Gearmotoren.

Zënter Joerzéngte sinn ausgeriicht Servomotoren ee vun den heefegsten Tools an der Industrieautomatiséierungs-Toolbox. Geared Sevromotoren bidden Positionéierung, Geschwindegkeetsmatching, elektronesch Kamming, Wicklung, Spannung, Spannungsapplikatiounen an passen effizient d'Kraaft vun engem Servomotor un d'Laascht. Dëst stellt d'Fro op: ass e geared Servomotor déi bescht Optioun fir Rotary Bewegungstechnologie, oder gëtt et eng besser Léisung?

An enger perfekter Welt hätt e Rotary Servo System Dréimoment a Geschwindegkeet Bewäertungen déi mat der Applikatioun passen sou datt de Motor weder iwwergréisst nach ënnergréisst ass. D'Kombinatioun vu Motor, Transmissiounselementer a Laascht soll onendlech Torsiounssteifheet an Null Réckschlag hunn. Leider falen d'real Welt Rotary Servo Systemer kuerz vun dësem Ideal a variabelen Grad.

An engem typesche Servo-System gëtt Réckschlag definéiert wéi de Verloscht vu Bewegung tëscht dem Motor an der Belaaschtung duerch déi mechanesch Toleranzen vun den Transmissiounselementer; dëst beinhalt all Bewegungsverloscht duerch Gearboxen, Rimmer, Ketten a Kupplungen. Wann eng Maschinn am Ufank ugedriwwe gëtt, schwëmmt d'Laascht iergendwou an der Mëtt vun de mechanesche Toleranzen (Figur 1A).

Ier d'Laascht selwer vum Motor bewegt ka ginn, muss de Motor rotéieren fir all Slack opzehuelen, déi an den Transmissiounselementer existéiert (Figur 1B). Wann de Motor um Enn vun enger Beweegung ufänkt ze bremsen, kann d'Laaschtpositioun tatsächlech d'Motorpositioun iwwerhuelen, well d'Dynamik d'Laascht iwwer d'Motorpositioun féiert.

De Motor muss erëm de Schlack an der entgéintgesate Richtung ophuelen, ier en Dréimoment op d'Laascht applizéiert fir se ze bremsen (Figur 1C). Dëse Bewegungsverloscht gëtt Réckschlag genannt, a gëtt typesch a Bogenminutt gemooss, gläich wéi 1/60th vun engem Grad. Gearboxen entworf fir ze benotzen mat Servos an industriellen Uwendungen hunn dacks Réckschlag Spezifikatioune rangéiert vun 3 bis 9 Bogenminutten.

Torsiounssteifheet ass d'Resistenz géint d'Verdreiwung vum Motorwelle, d'Transmissiounselementer an d'Laascht als Äntwert op d'Applikatioun vum Dréimoment. En onendlech steife System géif Dréimoment un d'Laascht iwwerdroen ouni Wénkelabwechsel ëm d'Rotatiounsachs; allerdéngs wäert och e festen Stahlschacht ënner schwéierer Belaaschtung liicht verdréien. D'Gréisst vun der Oflehnung variéiert mam Dréimoment applizéiert, dem Material vun den Transmissiounselementer an hirer Form; intuitiv, laang, dënn Deeler verdréien méi wéi kuerz, fett. Dës Resistenz géint Verdrehung ass wat d'Spiralfedern funktionnéiert, well d'Kompressioun vum Fréijoer all Wend vum Drot liicht verdréit; méi fettem Drot mécht e méi steife Fréijoer. Alles manner wéi onendlech Torsiounssteifheet verursaacht datt de System als Fréijoer handelt, dat heescht datt potenziell Energie am System gespäichert gëtt wéi d'Laascht géint d'Rotatioun widderstoen.

Wann zesummen kombinéiert, endlech Torsiounssteifheit a Réckschlag kënnen d'Leeschtung vun engem Servosystem wesentlech degradéieren. Réckschlag kann Onsécherheet aféieren, well de Motorencoder d'Positioun vum Motorwelle beweist, net wou de Réckschlag d'Laascht erlaabt huet ze settelen. D'Backlash stellt och Tuningprobleemer vir wéi d'Laascht sech kuerz aus dem Motor koppelt an ofkoppelt wann d'Laascht an d'Motor relativ Richtung ëmgedréint sinn. Zousätzlech zum Réckschlag späichert endlech Torsiounssteifheet Energie andeems e puer vun der kinetescher Energie vum Motor ëmgewandelt gëtt an a potenziell Energie gelueden, a spéider fräigelooss. Dës verspéiten Energieverëffentlechung verursaacht Laaschtschwéngung, induzéiert Resonanz, reduzéiert maximal benotzbar Tuninggewënn an beaflosst negativ d'Reaktiounsfäegkeet an d'Settlementzäit vum Servosystem. An alle Fäll wäert d'Reduktioun vum Réckschlag an d'Erhéijung vun der Steifheit vun engem System d'Servoleistung erhéijen an d'Tuning vereinfachen.

Rotary Achs Servomotor Konfiguratiounen

Déi meescht üblech Konfiguratioun vun der Rotatiounsachs ass e Rotary Servomotor mat engem agebaute Encoder fir Positiounsfeedback an enger Gearbox fir de verfügbaren Dréimoment a Geschwindegkeet vum Motor zum erfuerderlechen Dréimoment a Geschwindegkeet vun der Laascht ze passen. D'Gearbox ass e konstante Kraaftapparat dat de mechanesche Analog vun engem Transformator ass fir Laaschtmatchung.

Eng verbessert Hardware Konfiguratioun benotzt en direkten fueren Rotary Servomotor, deen d'Transmissiounselementer eliminéiert andeems d'Laascht direkt un de Motor kopéiert. Wärend d'Gearmotorkonfiguratioun eng Kupplung op e relativ klengen Duerchmiesser Schaft benotzt, schrauwen den direkten Drive System d'Laascht direkt op e vill méi grousse Rotorflens. Dës Konfiguratioun eliminéiert Réckschlag a erhéicht d'Torsiounssteifheet staark. Déi méi héich Polzuel an héich Dréimomentwindungen vun Direkttriebmotoren passen d'Dréimoment- a Geschwindegkeetseigenschaften vun engem Gangmotor mat engem Verhältnis vun 10: 1 oder méi héich.