Az automatizálási berendezésekben, a mobil robotokban és az ipari alkalmazásokban a motorválasztás nem csak arról szól, hogy ellenőrizzük, hogy a motor képes-e elegendő nyomatékot biztosítani.

Sok mérnök a nyomatékszámítással kezdi annak meghatározását, hogy a motor képes-e meghajtani a terhelést. A nyomaték önmagában azonban nem határozza meg teljesen, hogy egy motor alkalmas-e az adott alkalmazásra.

Valós projektekben előfordulhat, hogy a gép normálisan elindul és sikeresen mozgatja a terhelést, de a célsebesség elérése után a motor túlzott hőmérséklet-emelkedést, nem elegendő folyamatos teljesítményt vagy túlterhelési riasztást tapasztalhat.

Ennek oka gyakran nem a hibás nyomatékszámítás, hanem az elégtelen teljesítményellenőrzés.

A nyomaték határozza meg, hogy a motornak elegendő ereje van-e a terhelés mozgatásához, míg a teljesítmény határozza meg, hogy a motor folyamatosan képes-e leadni a kívánt teljesítményt a célfordulatszámon.

Például ugyanaz a 2N.m nyomaték teljesen eltérő teljesítményszintet igényel 100 és 3000 ford./percnél. Ezért a nyomatékszámítás után a motorteljesítmény számítása is szükséges annak ellenőrzésére, hogy a motor megfelel-e a tényleges működési követelményeknek.

1. Miért nem elegendő a nyomaték önmagában a motor kiválasztásához?

A motor teljesítménye három kulcstényező alapján értelmezhető: nyomaték, fordulatszám és teljesítmény.

A nyomaték a motor által generált forgási erőt jelenti, és meghatározza, hogy a motor meg tudja-e hajtani a terhelést.

A sebesség azt jelenti, hogy a motor milyen gyorsan forog, és meghatározza a berendezés mozgási sebességét.

A teljesítmény egyesíti a nyomatékot és a fordulatszámot, ami azt jelzi, hogy a motor mennyi mechanikai energiát képes leadni egy bizonyos időn belül.

Egy kerékpár egy egyszerű példa.

Felfelé haladva a versenyzőnek nagyobb erőt kell kifejtenie a pedálokra, de a menetsebesség általában kisebb. Ha nagy sebességgel, sík terepen haladunk, a pedálozási erő kisebb lehet, de a lábak gyorsabban forognak, és nő a teljes energiakibocsátás.

Ha egyszerre nagy sebességre és mászóképességre van szükség, akkor a szükséges teljesítmény sokkal nagyobb lesz.

Ugyanez az elv vonatkozik az ipari motorokra is.

A megfelelő nyomatékkal rendelkező motor nem feltétlenül rendelkezik elegendő képességgel a nagy{0}}sebességű működéshez. Csak a nyomaték és a fordulatszám figyelembevételével lehet értékelni a tényleges teljesítményt.

2. Hogyan számítsuk ki a motor teljesítményét?

A mechanikai teljesítményt a nyomaték és a fordulatszám határozza meg.

Az általánosan használt műszaki számítási módszer a következő:

Motorteljesítmény=nyomaték x fordulatszám / 9550

A számítás eredménye a motor mechanikus kimeneti teljesítményét jelenti.

Ez az összefüggés azt mutatja, hogy a motor teljesítménye a nyomatéktól és a fordulatszámtól is függ.

A nagyobb nyomaték nagyobb teljesítményt igényel.

A nagyobb sebesség nagyobb teljesítményt is igényel.

Ezért a motor kiválasztásakor a mérnököknek nem csak azt kell ellenőrizniük, hogy a nyomaték elegendő-e, hanem azt is, hogy a motor képes-e fenntartani a kívánt teljesítményt a célfordulatszámon.

3. Miért van szükség nagyobb sebességre nagyobb teljesítményre azonos nyomaték mellett?

Tételezzük fel, hogy egy motor ugyanazt a nyomatékot adja ki különböző üzemi fordulatszámok mellett.

Alacsonyabb fordulatszámon a motor viszonylag kisebb teljesítményt igényel.

Ha a fordulatszám jelentősen megnő, a motornak több energiát kell leadnia ugyanazon időn belül, ami azt jelenti, hogy a szükséges teljesítmény ennek megfelelően nő.

Ez megmagyarázza, hogy egyes gépek miért tudnak normálisan működni alacsony fordulatszámon, de nem tapasztalnak elégtelen kimeneti teljesítményt vagy túlzott felmelegedést, amikor gyorsabban futnak.

Sok alkalmazásban a korlátozás nem elégtelen nyomaték. A tényleges probléma az, hogy a motor nem tud elegendő folyamatos teljesítményt biztosítani a szükséges üzemi fordulatszám mellett.

4. Hogyan számítsuk ki a lineáris mozgásrendszerek teljesítményét?

Számos automatizálási rendszer lineáris mozgási mechanizmusokat használ, mint például:

Golyós csavaros működtetők

Lineáris modulok

Emelő mechanizmusok

Anyagmozgató rendszerek

Ezeknél az alkalmazásoknál a teljesítményigényt főként a következők határozzák meg:

Tolóerő

Mozgási sebesség

Az átvitel hatékonysága

Az alapvető kapcsolat a következő:

Motorteljesítmény=Erő x Sebesség / Hatékonyság

Például, ha egy lineáris mechanizmus bizonyos tolóerőt igényel, és bizonyos sebességgel mozog, akkor a szükséges mechanikai teljesítmény kiszámítható a terhelési állapot és az átviteli hatásfok alapján.

A követelmény motortengelyre való átszámítása során olyan tényezőket is figyelembe kell venni, mint a csavarvezetés, a redukciós arány és a mechanikai hatásfok.

Akár lineáris, akár forgó mozgásról van szó, az elv ugyanaz marad:

A szükséges teljesítmény attól függ, hogy mekkora erőre van szükség, és milyen gyorsan kell végrehajtani a mozgást.

[Kép]

5. Miért kell figyelembe venni az átviteli hatékonyságot?

Valódi mechanikus rendszerekben a motorenergiát nem lehet 100 százalékos hatásfokkal átvinni a terhelésre.

Az energiaveszteség a következők miatt fordulhat elő:

Golyós csavar súrlódása

Fogaskerék-csökkentő veszteségek

Szíjátviteli veszteségek

Csapágysúrlódás

Vezetősín ellenállás

Ezért a motor kiválasztásánál a teljes átviteli rendszert kell figyelembe venni, nem csak a terhelési igényt.

Az alacsonyabb átviteli hatásfok azt jelenti, hogy a motornak nagyobb kimeneti teljesítményt kell biztosítania az azonos terhelési teljesítmény eléréséhez.

Ez az oka annak, hogy ugyanaz az alkalmazás eltérő motorspecifikációt igényelhet, ha különböző mechanikai szerkezeteket használnak.

6. A motor teljesítményének kiválasztása nyomaték-fordulatszám-görbe elemzést igényel

A motor adatlapján feltüntetett névleges teljesítmény csak egy referenciaparaméter.

Annak megállapításához, hogy egy motor megfelelő-e, a mérnököknek elemezniük kell a nyomaték{0}}sebességgörbét is.

A különböző munkakörülmények különböző teljesítménytényezőkre való odafigyelést igényelnek:

Alacsony{0}}sebességű működés:

Fókuszáljon a folyamatos nyomatékképességre.

Nagy{0}}sebességű működés:

Koncentráljon a folyamatos teljesítményre.

Gyorsulás és lassítás:

Összpontosítson a maximális nyomatékra és a hajtási teljesítményre.

Hosszú távú{0}}működés:

Fókuszáljon a hőmérséklet-emelkedésre és a hőkapacitásra.

Egyes motorok alacsony fordulatszámon erős nyomatékot biztosítanak, de nagyobb fordulatszámon elvesztik a kimeneti képességet.

Egyes motorok magas csúcsteljesítményt tudnak biztosítani, de nagy terhelés mellett nem képesek folyamatos működést fenntartani.

Ezért a motorteljesítmény számítása nem csupán egy nagyobb névleges teljesítmény kiválasztásáról szól. Arról van szó, hogy megbizonyosodjon arról, hogy a motor megbízhatóan működik-e a tényleges munkakörülmények között.

[Kép]

7. A motorteljesítmény kiszámítása csak egy része a motor kiválasztásának

A teljesítmény kiszámítása fontos lépés, de nem az utolsó lépés a motor kiválasztásában.

A szükséges teljesítmény meghatározása után a mérnököknek még ellenőrizniük kell:

A csúcsnyomaték megfelel-e a gyorsítási követelményeknek

A folyamatos működés okoz-e túlzott felmelegedést

Figyelembe vették-e az átviteli hatékonyságot

Függetlenül attól, hogy a függőleges terhelés tartási nyomatékot vagy fékezést igényel

Léteznek-e gyakori indítási-leállítási ciklusok

A megbízható motorválasztási folyamat során több tényezőt is figyelembe kell venni, beleértve a terhelési jellemzőket, a tehetetlenséget, a nyomatékigényt, a teljesítményigényt és a tényleges működési feltételeket.

8. Három lépés a motorteljesítmény kiszámításához

A gyakorlati mérnöki projektekben a motorteljesítmény-számítás három lépésben végezhető el.

1. lépés: Határozza meg a terhelési követelményeket

Elemzés:

Terhelési erő

Szükséges nyomaték

Működési sebesség

Munkaciklus

2. lépés: Konvertálja a követelményeket motorparaméterekké

Fontolja meg:

Áttételi arány

Csavaros vezeték

Az átvitel hatékonysága

Ezután határozza meg:

Motor kimeneti nyomatéka

Motor működési sebessége

3. lépés: Ellenőrizze a motor teljesítményét

Ellenőrzés:

Névleges teljesítmény

Folyamatos nyomaték

Csúcsnyomaték

Maximális sebesség

Hőmérséklet emelkedés

Csak ezeknek a paramétereknek az ellenőrzése után lehet megerősíteni, hogy a motor alkalmas az alkalmazásra.

9. Öt gyakori hiba a motorteljesítmény-számításban

1. hiba: Csak az erőt nézzük, és figyelmen kívül hagyjuk a nyomatékot

Az azonos névleges teljesítményű motorok különböző működési feltételek mellett eltérő nyomatékot biztosíthatnak. Alacsony-sebességű, nagy terhelésű-alkalmazások nem választhatók ki pusztán a teljesítmény alapján.

2. hiba: Csak a nyomatékot nézzük és figyelmen kívül hagyjuk a sebességet

Előfordulhat, hogy a motor elegendő nyomatékkal rendelkezik a terhelés mozgatásához, de mégsem éri el a szükséges működési sebességet.

3. hiba: Az átviteli hatékonyság figyelmen kívül hagyása

A terhelés által igényelt teljesítmény nem egyenlő a motor tényleges teljesítményigényével. Figyelembe kell venni a mechanikai veszteségeket.

4. hiba: A csúcsteljesítmény folyamatos teljesítményként való kezelése

A csúcsteljesítmény csak rövid távú{0}}képességet jelent. A hosszú távú -működés a névleges teljesítménytől és a hőkapacitástól függ.

5. hiba: Csak az adatlapértékek ellenőrzése teljesítménygörbék nélkül

A motort a teljes nyomaték{0}}sebesség-jellemzők alapján kell értékelni, nem csak egy névleges paramétert.

Összefoglalás: A motorteljesítmény-számítás alapvető logikája

A motor teljesítményének kiszámítása a megbízható motorválasztás elengedhetetlen része.

Az alapelv a következő:

A nyomaték határozza meg, hogy a motor képes-e mozgatni a terhelést.

A sebesség határozza meg, hogy a berendezés milyen gyorsan tud működni.

A teljesítmény határozza meg, hogy a motor képes-e folyamatosan leadni a kívánt teljesítményt a célfordulatszámon.

A teljes motorválasztási folyamatnak a következőket kell tartalmaznia:

Terheléselemzés

Nyomaték számítás

Teljesítmény ellenőrzése

Teljesítménygörbe elemzés

Üzemállapot értékelés

A mobilrobot-alkalmazások, köztük az AGV hajtókerekek, az AMR hajtásrendszerek és az alacsony feszültségű szervohajtási megoldások esetében a Plutools a teljes hajtásrendszer-illesztésre összpontosít, nem pedig egyetlen paraméteren alapuló alkatrészek kiválasztására.

Professzionális mérnöki elemzésekkel és rendszerellenőrzésekkel a Plutools segíti ügyfeleit abban, hogy nagyobb hatékonyságot, nagyobb megbízhatóságot és hosszabb élettartamot érjenek el az intelligens mobil berendezéseknél.

Mérnöki alapszabály:

Alacsony fordulatszám: Fókuszáljon a nyomatékra.

Nagy sebesség: Összpontosítson a teljesítményre.

Folyamatos működés: Fókuszban a hőtermelés.

A motor végső kiválasztását mindig a teljes munkakörülményeken és a motor teljesítményének ellenőrzésén kell alapulnia.