U opremi za automatizaciju, mobilnim robotima i industrijskim aplikacijama, odabir motora nije samo provjera da li motor može pružiti dovoljno okretnog momenta.

Mnogi inženjeri počinju s proračunom momenta kako bi utvrdili može li motor pokretati opterećenje. Međutim, sam obrtni moment ne određuje u potpunosti da li je motor prikladan za primenu.

U stvarnim projektima, mašina se može normalno pokrenuti i uspješno pomicati teret, ali nakon dostizanja ciljne brzine, motor može doživjeti pretjeran porast temperature, nedovoljan kontinuirani izlaz ili alarme preopterećenja.

Razlog često nije pogrešan proračun obrtnog momenta, već nedovoljna provjera snage.

Obrtni moment određuje da li motor ima dovoljnu snagu da pomjeri teret, dok snaga određuje da li motor može kontinuirano isporučivati ​​potrebnu snagu pri ciljnoj brzini.

Na primjer, isti obrtni moment od 2N.m zahtijeva potpuno različite razine snage pri 100 o/min i 3000 o/min. Stoga je nakon izračuna momenta potrebno izračunati snagu motora kako bi se provjerilo može li motor ispuniti stvarne radne zahtjeve.

1. Zašto sam obrtni moment nije dovoljan za odabir motora

Izlaz motora se može razumjeti iz tri ključna faktora: obrtnog momenta, brzine i snage.

Moment predstavlja rotacijsku silu koju generiše motor i određuje može li motor pokretati opterećenje.

Brzina predstavlja brzinu kretanja motora i određuje brzinu kretanja opreme.

Snaga kombinuje obrtni moment i brzinu, što predstavlja koliko mehaničke energije motor može isporučiti u određenom vremenskom periodu.

Bicikl je jednostavan primjer.

Prilikom vožnje uzbrdo, vozač mora primijeniti veću silu na pedale, ali je brzina vožnje obično manja. Kada se vozi velikom brzinom po ravnom terenu, sila pedaliranja može biti manja, ali noge se rotiraju brže i ukupna izlazna energija se povećava.

Ako su istovremeno potrebna velika brzina i sposobnost penjanja, potrebna snaga postaje mnogo veća.

Isti princip vrijedi i za industrijske motore.

Motor sa dovoljnim obrtnim momentom ne mora nužno imati dovoljno sposobnosti za rad pri velikim{0}}brzinama. Samo uzimajući u obzir i obrtni moment i brzinu, može se procijeniti stvarna izlazna sposobnost.

2. Kako izračunati snagu motora?

Mehanička snaga je određena momentom i brzinom rotacije.

Uobičajena metoda inženjerskog proračuna je:

Snaga motora=Obrtni moment x brzina / 9550

Rezultat proračuna predstavlja mehaničku izlaznu snagu motora.

Ovaj odnos pokazuje da snaga motora zavisi i od obrtnog momenta i od brzine.

Veći obrtni moment zahteva veću snagu.

Veća brzina također zahtijeva veću snagu.

Stoga, prilikom odabira motora, inženjeri ne bi trebali samo provjeriti da li je obrtni moment dovoljan, već i potvrditi da li motor može održati potrebnu snagu na ciljnoj brzini.

3. Zašto veća brzina zahtijeva više snage pri istom obrtnom momentu?

Pretpostavimo da motor daje isti izlazni moment pri različitim radnim brzinama.

Pri nižoj brzini, motor zahtijeva relativno manje snage.

Kada se brzina rotacije značajno poveća, motor treba isporučiti više energije u istom vremenskom periodu, što znači da se potrebna snaga povećava u skladu s tim.

Ovo objašnjava zašto neke mašine mogu normalno raditi pri maloj brzini, ali imaju nedovoljnu izlaznu sposobnost ili pretjerano zagrijavanje kada rade brže.

U mnogim aplikacijama, ograničenje nije nedovoljan obrtni moment. Stvarni problem je u tome što motor ne može pružiti dovoljno kontinuirane snage pod potrebnom radnom brzinom.

4. Kako izračunati snagu za sisteme linearnog kretanja?

Mnogi sistemi automatizacije koriste mehanizme linearnog kretanja, kao što su:

Kuglični vijčani aktuatori

Linearni moduli

Mehanizmi za podizanje

Sistemi za rukovanje materijalom

Za ove aplikacije, zahtjevi za napajanje uglavnom su određeni:

Sila potiska

Brzina kretanja

Efikasnost prenosa

Osnovni odnos je:

Snaga motora=Sila x Brzina / Efikasnost

Na primjer, ako linearni mehanizam zahtijeva određenu silu potiska i kreće se određenom brzinom, potrebna mehanička snaga može se izračunati na osnovu stanja opterećenja i efikasnosti prijenosa.

Prilikom pretvaranja zahtjeva u osovinu motora, također treba uzeti u obzir faktore kao što su provod zavrtnja, omjer redukcije i mehanička efikasnost.

Bilo da se radi o linearnom ili rotacijskom kretanju, princip ostaje isti:

Potrebna snaga ovisi o tome kolika je sila potrebna i koliko brzo pokret mora biti završen.

[slika]

5. Zašto se mora uzeti u obzir efikasnost prijenosa?

U stvarnim mehaničkim sistemima, energija motora se ne može prenijeti na opterećenje sa 100 postotnom efikasnošću.

Gubici energije mogu nastati kroz:

Trenje kugličnog vijka

Gubici reduktora zupčanika

Gubici u remenskom prijenosu

Trenje ležajeva

Otpor vodilice

Stoga, odabir motora mora uzeti u obzir kompletan sistem prijenosa, a ne samo zahtjeve opterećenja.

Niža efikasnost prijenosa znači da motor mora osigurati veću izlaznu snagu da bi postigao iste performanse opterećenja.

Zbog toga ista aplikacija može zahtijevati različite specifikacije motora kada se koriste različite mehaničke strukture.

6. Odabir snage motora zahtijeva analizu krivulje obrtnog momenta-brzine

Nazivna snaga prikazana u tehničkom listu motora samo je jedan referentni parametar.

Da bi utvrdili da li je motor prikladan, inženjeri bi također trebali analizirati krivulju obrtnog momenta-brzine.

Različiti uslovi rada zahtevaju pažnju na različite faktore performansi:

Rad male{0}}brzine:

Fokusirajte se na sposobnost kontinuiranog obrtnog momenta.

Rad velike{0}}brzine:

Fokusirajte se na kontinuiranu izlaznu snagu.

Ubrzanje i usporavanje:

Fokusirajte se na sposobnost najvećeg obrtnog momenta i performanse vožnje.

Dugoročna{0}}operacija:

Fokusirajte se na porast temperature i termalni kapacitet.

Neki motori daju snažan obrtni moment pri maloj brzini, ali gube izlaznu sposobnost pri većoj brzini.

Neki motori mogu pružiti visoke vršne performanse, ali ne mogu održavati kontinuirani rad pod velikim opterećenjem.

Stoga, proračun snage motora nije samo odabir veće nazivne snage. Radi se o potvrđivanju da li motor može pouzdano raditi u stvarnim radnim uvjetima.

[slika]

7. Proračun snage motora je samo jedan dio odabira motora

Proračun snage je važan korak, ali nije posljednji korak u odabiru motora.

Nakon utvrđivanja potrebne snage, inženjeri još moraju provjeriti:

Da li vršni obrtni moment ispunjava zahtjeve za ubrzanje

Da li kontinuirani rad uzrokuje prekomjerno zagrijavanje

Da li je uzeta u obzir efikasnost prenosa

Bilo da vertikalna opterećenja zahtijevaju zakretni moment ili kočenje

Da li postoje česti ciklusi{0}}zaustavljanja

Pouzdan proces odabira motora trebao bi uzeti u obzir više faktora, uključujući karakteristike opterećenja, inerciju, zahtjeve za momentom, zahtjeve za snagom i stvarne radne uvjete.

8. Tri koraka za proračun snage motora

U praktičnim inženjerskim projektima, proračun snage motora može se izvršiti kroz tri koraka.

Korak 1: Odredite zahtjeve za opterećenje

analizirati:

Sila opterećenja

Potreban obrtni moment

Radna brzina

Radni ciklus

Korak 2: Pretvorite zahtjeve u parametre motora

Uzmite u obzir:

Omjer prijenosa

Screw lead

Efikasnost prenosa

Zatim odredite:

Izlazni moment motora

Radna brzina motora

Korak 3: Provjerite performanse motora

provjerite:

Nazivna snaga

Kontinuirani obrtni moment

Maksimalni obrtni moment

Maksimalna brzina

Porast temperature

Tek nakon provjere ovih parametara može se potvrditi da je motor prikladan za primjenu.

9. Pet uobičajenih grešaka u proračunu snage motora

Greška 1: Gledanje samo na snagu i zanemarivanje obrtnog momenta

Motori sa istom nominalnom snagom mogu dati različit izlazni moment pod različitim radnim uslovima. Niske-brzine i teške- aplikacije ne mogu se odabrati samo na osnovu snage.

Greška 2: Gledanje samo na obrtni moment i zanemarivanje brzine

Motor može imati dovoljan obrtni moment da pomjeri teret, ali i dalje ne može postići potrebnu radnu brzinu.

Greška 3: Ignorisanje efikasnosti prenosa

Snaga potrebna za opterećenje nije jednaka stvarnom zahtjevu za izlaz motora. Moraju se uzeti u obzir mehanički gubici.

Greška 4: Tretiranje vršne snage kao kontinuirane snage

Vrhunske performanse predstavljaju samo kratkoročnu-sposobnost. Dugotrajni-rad zavisi od nominalnih performansi i termičkog kapaciteta.

Greška 5: Provjera samo vrijednosti tablice podataka bez krivulja performansi

Motor treba ocijeniti prema njegovim kompletnim karakteristikama obrtnog momenta{0}}brzine, a ne samo prema jednom ocijenjenom parametru.

Sažetak: Osnovna logika izračunavanja snage motora

Proračun snage motora je bitan dio pouzdanog odabira motora.

Osnovni princip je:

Moment određuje da li motor može pomjeriti opterećenje.

Brzina određuje koliko brzo oprema može raditi.

Snaga određuje da li motor može kontinuirano isporučivati ​​potrebnu snagu pri ciljnoj brzini.

Kompletan proces odabira motora trebao bi uključivati:

Analiza opterećenja

Proračun obrtnog momenta

Verifikacija snage

Analiza krive performansi

Procjena radnog stanja

Za aplikacije mobilnih robota, uključujući AGV pogonske kotače, AMR pogonske sisteme i niskonaponska rješenja servo pogona, Plutools se fokusira na kompletno usklađivanje pogonskog sistema umjesto na odabir komponenti na osnovu jednog parametra.

Kroz profesionalnu inženjersku analizu i verifikaciju sistema, Plutools pomaže korisnicima da postignu veću efikasnost, poboljšanu pouzdanost i duži radni vek inteligentne mobilne opreme.

Inženjersko pravilo:

Mala brzina: Fokusirajte se na obrtni moment.

Velika brzina: Fokusirajte se na snagu.

Kontinuirani rad: Fokusirajte se na stvaranje topline.

Konačni izbor motora treba uvijek biti zasnovan na potpunim radnim uvjetima i provjeri performansi motora.