7 bronnen voor het begrijpen van traagheid en traagheidsmismatch

Bij het dimensioneren van de meest geschikte motor voor een bepaalde toepassing, zijn factoren zoals belastingstraagheid en motortraagheid kritische overwegingen. (Via:De mysteries van traagheidsmismatch begrijpen')

Als mechanische componenten zoals koppelingen, assen en riemen oneindig stijf zouden zijn, zou het mogelijk zijn motoren te dimensioneren uitsluitend op basis van koppel- en snelheidsvereisten. Helaas is dit niet het geval.

In een conform gekoppelde motor en belasting beïnvloeden een aantal factoren de mechanische resonanties van het systeem, waaronder de rotortraagheid van de motor (J_M ), de traagheid van de belasting (J_L ), de koppelingselasticiteit (K_S ), het toegepaste koppel (T), en de viskeuze demping van de koppeling (B_ML ), tussen grond en rotor (B_M ) en tussen grond en belasting (B_L ). Figuur met dank aan Kevin Craig, Hofstra University.

Elk van deze mechanische componenten heeft een zekere mate van meegaandheid, wat betekent dat wanneer de motor een belasting probeert te verplaatsen, trillingen het gevolg zijn van resonantiefrequenties. Succesvolle motordimensionering vereist enig begrip van traagheid, dus laten we eens kijken naar enkele belangrijke concepten.

Traagheid is de weerstand van een fysiek object tegen elke verandering in zijn snelheid. Naarmate de traagheid toeneemt, neemt ook de weerstand tegen acceleratie/vertraging toe. Belastingtraagheid, ook wel het traagheidsmoment genoemd, wordt gedefinieerd als de weerstand van een fysiek object tegen elke verandering in zijn snelheid, vanuit het perspectief van de rotatie-as .

Het traagheidsmoment (meestal geschreven als J ) in een servosysteem kan in twee delen worden verdeeld:de traagheid van de belasting en de traagheid van de motor. De traagheidsmomentverhouding is het traagheidsmoment van de belasting gedeeld door het traagheidsmoment van de motor. Traagheidsmismatch verwijst naar het verschil in fysieke traagheid tussen de motor en de belasting.

Om te helpen bij het dimensioneren van motoren, verstrekken motorfabrikanten doorgaans informatie over de toelaatbare traagheid van de belasting. Het overschrijden van de toegestane belasting kan leiden tot verminderde prestaties, trillingen en afslaan.

Houd er rekening mee dat er geen formule is om een ​​ideale traagheidsverhouding te berekenen - deze moet voor elke toepassing worden berekend.

Hoge belasting-tot-motor traagheidsverhoudingen verminderen de werkbandbreedte van de machine, laten de motor harder werken dan zou moeten en leiden vaak tot langere insteltijden, wat resulteert in verminderde algemene prestaties.

Een manier om de traagheidsverhouding te verminderen is het gebruik van versnellingsbakken, aangezien de overbrengingsverhouding een omgekeerd kwadratisch effect heeft op de traagheid van de last. Dit maakt operaties met hogere snelheden en/of kleinere en goedkopere motoren mogelijk. Een andere benadering is om over te schakelen naar een grotere motor met een grotere traagheid.

Bovendien worden de geavanceerde servo's van tegenwoordig geleverd met aandrijfbesturingsalgoritmen die kunnen worden gebruikt om resonantie-effecten aan te pakken, waardoor voor bepaalde toepassingen systemen met een hogere ratio kunnen worden gebruikt.

Rotortraagheid kan worden aangepast via wijzigingen in materialen, afmetingen en ontwerpen (zoals het hier getoonde 'autowiel'-ontwerp). Krediet:A3

Hier zijn 7 nuttige bronnen voor het verkennen van onderwerpen over traagheid en traagheid die niet overeenkomen:

• De mysteries van traagheidsmismatch begrijpen:dit diepgaande artikel uit de A3-archieven geeft een gedetailleerd overzicht van het onderwerp, inclusief vergelijkingen. Richt zich op hoe traagheid en koppelingsstijfheid samen zorgen voor instabiliteit in de werking van servo-assen - en hoe dit probleem kan worden opgelost.
• Basisprincipes voor het dimensioneren van servomotoren:Yaskawa America's uitstekende reeks gratis, online robotica-gerelateerde eLearning-modules bevat deze video over de belangrijkste concepten voor het dimensioneren van motoren, zoals piekkoppel, RMS-koppel, traagheidsverhouding , en snelheid.
• Robot Academy Inertia-video's:de gratis, online Robot Academy van de Queensland University of Technology biedt verschillende video's waarin het onderwerp traagheid in verschillende bewegingsbesturings- en robotica-contexten wordt onderzocht.
• Basisprincipes van motorafmetingen:belastingsinertie:een beknopte gids voor het onderwerp traagheid van de toonaangevende motorfabrikant Oriental Motor.
• Online traagheidsratio-calculator:Destaco heeft een handige online tool geleverd die is ontworpen om u te helpen bij het berekenen van traagheidsratio's.
• De traagheidsratio en het effect ervan op de machineprestaties begrijpen:een uitstekende whitepaper van Mitsubishi Electric waarin de grondbeginselen van de traagheidsratio en de gevaren van het volgen van grove vuistregels bij het dimensioneren van motoren worden uitgelegd.
• Oplossingen om de resonantie van de stappenmotor te verminderen:Wist u dat u door de motor aan te passen en/of de traagheid van de belasting te veranderen, de resonantie van de stappenmotor kunt verminderen? Lees meer in dit artikel uit het A3-archief.