प्रत्यक्ष ड्राइभ बनाम गियर रोटरी सर्वोमोटर: डिजाइन फाइदाको परिमाणीकरण: भाग १

सिक्ने उद्देश्यहरू

• वास्तविक-विश्व रोटरी सर्वो प्रणालीहरू प्राविधिक सीमितताहरूको कारणले आदर्श प्रदर्शनबाट कम हुन्छन्।
• धेरै प्रकारका रोटरी सर्वोमोटरहरूले प्रयोगकर्ताहरूका लागि फाइदाहरू प्रदान गर्न सक्छन्, तर प्रत्येकको एक विशिष्ट चुनौती वा सीमा छ।
• प्रत्यक्ष ड्राइभ रोटरी सर्वोमोटरहरूले उत्कृष्ट प्रदर्शन प्रदान गर्दछ, तर तिनीहरू गियरमोटरहरू भन्दा महँगो छन्।

दशकौंदेखि, गियर सर्वोमोटरहरू औद्योगिक स्वचालन उपकरण बक्समा सबैभन्दा सामान्य उपकरणहरू मध्ये एक भएको छ। गियर सेभरोमोटरहरूले स्थिति, वेग मिलान, इलेक्ट्रोनिक क्यामिङ, वाइन्डिङ, टेन्सनिङ, टाइटनिङ एप्लिकेसनहरू प्रदान गर्छन् र सर्भोमोटरको शक्तिलाई लोडमा प्रभावकारी रूपमा मिलाउँछन्। यसले प्रश्न उठाउँछ: के एक गियर सर्वोमोटर रोटरी गति प्रविधिको लागि उत्तम विकल्प हो, वा त्यहाँ राम्रो समाधान छ?

एक उत्तम संसारमा, एक रोटरी सर्वो प्रणालीमा टर्क र गति मूल्याङ्कनहरू हुन्छन् जुन एप्लिकेसनसँग मेल खान्छ त्यसैले मोटर न त अधिक आकारको हुन्छ न त कम आकारको हुन्छ। मोटर, प्रसारण तत्वहरू, र लोडको संयोजनमा अनन्त टोर्सनल कठोरता र शून्य ब्याकल्याश हुनुपर्छ। दुर्भाग्यवश, वास्तविक संसार रोटरी सर्वो प्रणालीहरू फरक डिग्रीहरूमा यो आदर्शबाट कम हुन्छन्।

एक सामान्य सर्वो प्रणालीमा, ब्याकल्याशलाई मोटर र ट्रान्समिशन तत्वहरूको मेकानिकल सहिष्णुताको कारणले हुने लोड बीचको गतिको हानिको रूपमा परिभाषित गरिएको छ; यसले गियरबक्सहरू, बेल्टहरू, चेनहरू, र कपलिंगहरूमा कुनै पनि गति हानि समावेश गर्दछ। जब एक मेसिन सुरुमा संचालित हुन्छ, लोड मेकानिकल सहनशीलता (चित्र 1A) को बीचमा कतै तैरनेछ।

मोटरद्वारा लोड आफैं सार्नु अघि, ट्रान्समिशन तत्वहरूमा अवस्थित सबै ढिलो लिनको लागि मोटरले घुमाउनुपर्छ (चित्र 1B)। जब मोटर चालको अन्त्यमा सुस्त हुन थाल्छ, लोड स्थितिले वास्तवमा मोटरको स्थितिलाई ओभरटेक गर्न सक्छ किनकि मोमेन्टमले मोटरको स्थितिभन्दा बाहिरको भार बोक्छ।

यसलाई कम गर्नको लागि लोडमा टर्क लागू गर्नु अघि मोटरले फेरि विपरित दिशामा ढिलो उठाउनु पर्छ (चित्र 1C)। गतिको यो हानिलाई ब्याकल्याश भनिन्छ, र सामान्यतया आर्क-मिनेटहरूमा मापन गरिन्छ, डिग्रीको 1/60 औं बराबर। औद्योगिक अनुप्रयोगहरूमा सर्वोसको साथ प्रयोगको लागि डिजाइन गरिएको गियरबक्सहरूमा प्रायः 3 देखि 9 आर्क-मिनेट सम्मको ब्याकल्याश विनिर्देशहरू हुन्छन्।

टोर्सनल कठोरता भनेको मोटर शाफ्ट, ट्रान्समिशन तत्वहरू, र टर्कको आवेदनको प्रतिक्रियामा भारलाई घुमाउने प्रतिरोध हो। असीमित रूपमा कडा प्रणालीले रोटेशनको अक्षको बारेमा कुनै कोणीय विचलन बिना लोडमा टोकक पठाउनेछ; यद्यपि, ठोस स्टिल शाफ्ट पनि भारी भार अन्तर्गत अलिकति मोडिनेछ। विक्षेपनको परिमाण टार्क लागू, प्रसारण तत्वहरूको सामग्री, र तिनीहरूको आकार अनुसार भिन्न हुन्छ; सहज रूपमा, लामो, पातलो भागहरू छोटो, मोटो व्यक्तिहरू भन्दा बढी घुमाउनेछन्। घुमाउनको लागि यो प्रतिरोधले कुण्डलको स्प्रिङलाई काम गर्छ, जसरी वसन्तलाई कम्प्रेस गर्दा तारको प्रत्येक पालोलाई थोरै घुमाउँछ; मोटो तारले कडा वसन्त बनाउँछ। असीमित टोर्सनल कठोरता भन्दा कम कुनै पनि कुराले प्रणालीलाई वसन्तको रूपमा कार्य गर्न निम्त्याउँछ, जसको अर्थ लोडले रोटेशनलाई प्रतिरोध गर्दा प्रणालीमा सम्भावित ऊर्जा भण्डारण गरिनेछ।

जब सँगै मिलाइन्छ, परिमित टोर्सनल कठोरता र प्रतिक्रियाले सर्वो प्रणालीको प्रदर्शनलाई उल्लेखनीय रूपमा घटाउन सक्छ। ब्याकल्याशले अनिश्चितताको परिचय दिन सक्छ, किनकि मोटर इन्कोडरले मोटरको शाफ्टको स्थितिलाई संकेत गर्छ, जहाँ ब्याकल्याशले लोडलाई स्थिर हुन अनुमति दिएको छैन। ब्याकल्याशले ट्युनिङ समस्याहरू पनि परिचय गराउँछ जब लोड र मोटरले सापेक्षिक दिशालाई उल्टो पार्दा मोटरबाट छोटकरीमा लोड जोडीहरू र अनजोड हुन्छन्। प्रतिक्रियाको अतिरिक्त, परिमित टोर्सनल कठोरताले मोटरको केही गतिज ऊर्जा र लोडलाई सम्भावित ऊर्जामा रूपान्तरण गरेर ऊर्जा भण्डारण गर्छ, यसलाई पछि छोड्छ। यो ढिलो ऊर्जा रिलीजले लोड दोलन निम्त्याउँछ, अनुनाद उत्पन्न गर्दछ, अधिकतम प्रयोगयोग्य ट्युनिङ लाभहरू घटाउँछ र सर्वो प्रणालीको प्रतिक्रियाशीलता र सेटलिङ समयलाई नकारात्मक असर गर्छ। सबै अवस्थामा, प्रतिक्रिया घटाउन र प्रणालीको कठोरता बढाउँदा सर्वो कार्यसम्पादन बढ्छ र ट्युनिङलाई सरल बनाउँछ।

रोटरी अक्ष सर्वोमोटर कन्फिगरेसन

सबैभन्दा सामान्य रोटरी अक्ष कन्फिगरेसन एक रोटरी सर्भोमोटर हो जुन स्थिति प्रतिक्रियाको लागि निर्मित इनकोडर र उपलब्ध टर्क र मोटरको गतिलाई आवश्यक टर्क र लोडको गतिसँग मिलाउन गियरबक्स हो। गियरबक्स एक स्थिर पावर उपकरण हो जुन लोड मिलानको लागि ट्रान्सफर्मरको मेकानिकल एनालग हो।

सुधारिएको हार्डवेयर कन्फिगरेसनले प्रत्यक्ष ड्राइभ रोटरी सर्वोमोटर प्रयोग गर्दछ, जसले मोटरमा लोडलाई सीधा युग्मन गरेर प्रसारण तत्वहरूलाई हटाउँछ। जहाँ गियरमोटर कन्फिगरेसनले तुलनात्मक रूपमा सानो व्यास शाफ्टमा युग्मन प्रयोग गर्दछ, प्रत्यक्ष ड्राइभ प्रणालीले लोडलाई सीधा धेरै ठूलो रोटर फ्ल्यान्जमा बोल्ट गर्दछ। यो कन्फिगरेसनले ब्याकल्याश हटाउँछ र टर्सनल कठोरतालाई धेरै बढाउँछ। डायरेक्ट ड्राइभ मोटरहरूको उच्च पोल काउन्ट र उच्च टर्क विन्डिङहरू 10:1 वा माथिको अनुपातमा गियरमोटरको टर्क र गति विशेषताहरूसँग मेल खान्छ।