منوی وب

جستجوی محصول

زبان

به اشتراک بگذارید

صفحه اصلی / اخبار / اخبار صنعت / سروو موتور صنعتی توضیح داده شده: انواع، انتخاب و نحوه استفاده از آنها

سروو موتور صنعتی توضیح داده شده: انواع، انتخاب و نحوه استفاده از آنها

سروو موتور صنعتی واقعاً چگونه کار می کند

سروو موتور صنعتی یک محرک کنترل حرکت حلقه بسته است - به این معنی که فقط نمی چرخد و به بهترین ها امیدوار نیست. به طور مداوم موقعیت، سرعت و گشتاور خود را از طریق یک دستگاه بازخورد (معمولاً رمزگذار یا حل‌کننده) نظارت می‌کند، خروجی واقعی را با هدف مورد فرمان مقایسه می‌کند و هرگونه انحراف را در زمان واقعی تصحیح می‌کند. این حلقه خود تصحیح کننده همان چیزی است که یک سیستم سروو را از یک موتور القایی استاندارد که با حلقه باز با سرعت ثابت کار می کند جدا می کند.

حلقه هسته به این صورت عمل می کند: یک کنترل کننده حرکت یک فرمان موقعیت یا سرعت را به درایو سروو ارسال می کند. درایو این فرمان را به نیروی الکتریکی تحویل داده شده به موتور تبدیل می کند. موتور حرکت می‌کند و رمزگذار متصل به شفت موتور، داده‌های موقعیت را به عقب ارسال می‌کند - معمولاً میلیون‌ها پالس در هر دور در رمزگذارهای صنعتی مدرن. درایو داده‌های رمزگذار دریافتی را با موقعیت فرمان مقایسه می‌کند، سیگنال خطا را محاسبه می‌کند و خروجی برق را برای حذف آن خطا تنظیم می‌کند. این هزاران بار در ثانیه اتفاق می افتد. نتیجه دقت موقعیت یابی در محدوده 0.01± درجه و زمان پاسخ در محدوده 1 تا 3 میلی ثانیه در کاربردهای صنعتی معمولی است.

نتیجه عملی این معماری این است که یک سیستم درایو موتور سروو صنعتی حتی در شرایط تغییر بار موقعیت فرمان را حفظ می کند. اگر یک اسپیندل ماشین‌کاری با مقاومت میانی برش مواجه شود، سیستم به‌جای از دست دادن گام‌ها یا کاهش سرعت غیرقابل پیش‌بینی، به‌طور خودکار جبران می‌کند - این دقیقاً همان چیزی است که با جایگزین‌های حلقه باز مانند موتورهای پله‌ای تحت بار اضافی اتفاق می‌افتد.

انواع سروو موتورهای صنعتی: AC، DC و Brushless

سروو موتورهای صنعتی به سه دسته فناوری اصلی تقسیم می شوند. درک تفاوت ها به شما کمک می کند تا قبل از ورود به مشخصات دقیق، نوع موتور مناسب را با نیازهای برنامه خود مطابقت دهید.

سروو موتورهای AC

سروو موتور AC s نوع غالب در اتوماسیون صنعتی مدرن هستند. آنها از جریان متناوب استفاده می کنند و تقریباً بدون جاروبک هستند، که به معنی عدم نگهداری برس، عمر طولانی تر و نویز الکتریکی کمتر است. سروو موتورهای AC در دو طرح سنکرون و آسنکرون موجود هستند. سروو موتورهای AC سنکرون - با استفاده از آهنرباهای دائمی در روتور - استانداردی برای کنترل دقیق حرکت در ماشین‌های CNC، خطوط بسته‌بندی و محورهای روباتیک هستند. روتور همگام با میدان مغناطیسی دوار استاتور قفل می شود و لرزش بسیار کم، تراکم گشتاور بالا و دقت موقعیت استثنایی را ارائه می دهد. سروو موتورهای AC ناهمزمان (نوع القایی) دقت کمتری دارند، اما ناهموارتر هستند، در محیط های خشن تحمل می کنند و برای کاربردهایی مانند نوار نقاله ها، پمپ ها و درایوهای با سرعت متغیر که نیازی به موقعیت مطلق نیست، مناسب هستند.

سروو موتورهای DC

سروو موتورهای DC - به طور خاص طرح های DC برس خورده - استاندارد صنعتی قبل از بلوغ فناوری AC بودند. آنها پاسخ بسیار سریع، گشتاور کم سرعت عالی و کنترل مستقیم را ارائه می دهند، اما برس های کربنی نیاز به تعویض دوره ای دارند، حداکثر سرعت را محدود می کنند و صدای الکتریکی تولید می کنند که می تواند با الکترونیک حساس اطراف تداخل ایجاد کند. سروو موتورهای DC برس خورده در شرایط مقاوم سازی، تجهیزات آزمایشگاهی خاص و کاربردهایی که مقرون به صرفه بودن بیشتر از عملیات بدون نیاز به تعمیر و نگهداری اهمیت دارد، همچنان مورد استفاده قرار می گیرند. تاسیسات صنعتی مدرن به ندرت موتورهای سروو DC جدید برس خورده را مشخص می کنند مگر اینکه دلیل قانع کننده ای وجود داشته باشد.

سرو موتورهای DC بدون جاروبک (BLDC).

سروو موتورهای DC بدون جاروبک، ویژگی‌های سرعت و گشتاور موتورهای DC را با عملکرد بدون نیاز به تعمیر و نگهداری طرح‌های بدون براش AC ترکیب می‌کنند. آنها از روتورهای آهنربای دائمی با کموتاسیون الکترونیکی استفاده می کنند - حسگرها یا رمزگذارهای جلوه هال جایگزین سیستم مکانیکی برس-کموتاتور می شوند. سروو موتورهای BLDC راندمان بالا، نسبت گشتاور به وزن بالا و عمر مفید طولانی را ارائه می دهند که آنها را به انتخاب ارجح در رباتیک، کاربردهای هوافضا، تجهیزات جراحی و سیستم های اتوماسیون فشرده که در آن فضا و وزن محدود است تبدیل می کند. برای اتوماسیون کارخانه های صنعتی، سروو موتورهای BLDC و AC سنکرون تا حد زیادی از نظر عملکرد معادل هستند - تمایز بین آنها در سطح کاربرد به میزان قابل توجهی کاهش یافته است.

مقایسه سریع انواع سرو موتورهای صنعتی

تایپ کنید برس ها چگالی گشتاور دقت تعمیر و نگهداری برنامه معمولی
AC سنکرون خیر بالا بسیار بالا کم CNC، رباتیک، بسته بندی
AC ناهمزمان خیر متوسط متوسط کم نوار نقاله، پمپ، فن
DC برس خورده بله متوسط–High بالا بالا (brush replacement) سیستم های قدیمی، تجهیزات آزمایشگاهی
DC بدون جاروبک (BLDC) خیر بسیار بالا بالا خیلی کم رباتیک، هوافضا، اتوماسیون فشرده

مشخصات کلیدی برای ارزیابی هنگام انتخاب سروو موتور صنعتی

برگه اطلاعات سروو موتور حاوی اعداد زیادی است و تمرکز بر روی اعداد اشتباه آسان است. اینها مشخصاتی هستند که در واقع تعیین می کنند که آیا یک موتور در برنامه شما عملکرد قابل اعتمادی دارد یا خیر.

گشتاور پیوسته و پیک

گشتاور پیوسته، گشتاوری است که موتور می تواند به طور نامحدود بدون گرم شدن بیش از حد حفظ کند - عددی که بر عملکرد حرارتی طولانی مدت حاکم است. حداکثر گشتاور معمولاً دو تا سه برابر گشتاور پیوسته است و نشان‌دهنده چیزی است که موتور می‌تواند در طول انفجارهای شتاب کوتاه ارائه دهد. برای هر کاربرد با حرکت چرخه‌ای، باید جذر میانگین مربع (RMS) تقاضای گشتاور در کل پروفیل حرکت را محاسبه کنید و مطمئن شوید که کمتر از درجه گشتاور پیوسته باقی می‌ماند. کارکردن مداوم سروو موتور صنعتی با حداکثر گشتاور یا نزدیک به اوج آن باعث گرم شدن بیش از حد آن و کاهش عمر عایق سیم پیچ آن می شود. به عنوان یک قانون عملی، اندازه برای حداقل 20 تا 30٪ حاشیه گشتاور بالاتر از تقاضای محاسبه شده RMS شما.

محدوده سرعت

سروو موتورهای صنعتی با دو ناحیه سرعت مشخص می‌شوند: ناحیه گشتاور ثابت زیر سرعت پایه، جایی که گشتاور کامل در دسترس است، و ناحیه تضعیف میدان بالاتر از سرعت پایه، جایی که گشتاور موجود با افزایش سرعت کاهش می‌یابد. اگر برنامه شما به گشتاور بالا در سرعت بالا به طور همزمان نیاز دارد، بررسی کنید که منحنی توان پیوسته موتور - نه فقط درجه حداکثر سرعت آن - نقطه عملیاتی مورد نیاز شما را پوشش دهد. حداکثر سرعت برای موتورهای سروو صنعتی معمولاً بین 2000 دور در دقیقه تا 6000 دور در دقیقه است و برخی از طرح‌های پرسرعت فشرده به 8000 دور در دقیقه یا بیشتر می‌رسند.

تطبیق اینرسی و اینرسی

تطبیق اینرسی یکی از مهم ترین و اغلب نادیده گرفته شده ترین عوامل در انتخاب سروو موتور است. نسبت اینرسی - اینرسی بار منعکس شده تقسیم بر اینرسی روتور موتور - تعیین می کند که حلقه سروو چقدر می تواند بار را کنترل کند. نسبت اینرسی ایده آل برای کاربردهای با کارایی بالا بین 1:1 و 3:1 است. تا 10:1 برای برنامه های کاربردی کمتر قابل قبول است. فراتر از 10:1، بار بر دینامیک سیستم تسلط دارد، و تنظیم حلقه سروو را دشوار می کند و بدون توجه به توانایی درایو، رفتار کند، نوسانی یا ناپایدار ایجاد می کند. اگر نسبت اینرسی شما خیلی زیاد است، گیربکس سیاره ای اغلب راه حل است - گیربکس 5:1 اینرسی بار منعکس شده را تا ضریب 25 کاهش می دهد (با مجذور نسبت دنده)، که می تواند یک محور نامناسب را به محوری با رفتار خوب تبدیل کند.

رتبه بندی IP و حفاظت از محیط زیست

سروو موتورهای صنعتی در درجه بندی حفاظتی از IP54 (مقاوم در برابر پاشش آب) تا IP67 یا IP69K (کاملاً در برابر گرد و غبار و جت های آب پرفشار آب بندی شده) در دسترس هستند. برای فرآوری مواد غذایی، تولید دارو، محیط های شستشو یا نصب در فضای باز، رتبه IP یک مشخصات غیرقابل مذاکره است - نه یک ملاحظات ثانویه. اکثر سروو موتورهای صنعتی استاندارد دارای IP65 به عنوان رتبه پیش فرض خود هستند. مهر و موم شفت را به طور خاص بررسی کنید، زیرا برخی از موتورها حتی زمانی که بدنه کاملاً آب بندی شده است از مهر و موم شفت با درجه پایین تر استفاده می کنند.

بازخورد وضوح دستگاه

وضوح رمزگذار تعیین می‌کند که حلقه سروو چقدر می‌تواند اندازه‌گیری و موقعیت را درست کند. سروو موتورهای صنعتی مدرن معمولا از رمزگذارهایی با وضوح بین 17 بیت (131072 تعداد در هر دور) و 24 بیت (16.7 میلیون تعداد در هر دور) استفاده می کنند. رمزگذار با وضوح بالاتر صافی سرعت پایین را بهبود می‌بخشد، موج‌های سرعت را کاهش می‌دهد و حلقه‌های موقعیت محکم‌تر را فعال می‌کند - اما تنها در صورتی که درایو بتواند نرخ بازخورد را پردازش کند و سیستم مکانیکی به اندازه کافی دقیق باشد که از آن سود ببرد. برای اکثر برنامه های استاندارد CNC و اتوماسیون، یک رمزگذار مطلق 20 تا 23 بیتی کافی است. برای کاربردهای بسیار دقیق - تجهیزات نیمه هادی، سیستم های اندازه گیری، موقعیت یابی نوری - وضوح بالاتر و یک رمزگذار با دقت بالا توجیه می شود.

درایوهای سروو موتور صنعتی: سیستم موتور است

یک سروو موتور را نمی توان جدا از درایو آن ارزیابی کرد. موتور و درایو با هم سیستم سروو را تشکیل می دهند و مشخص کردن آنها به طور جداگانه بدون تأیید سازگاری منجر به مشکلات یکپارچه سازی می شود که رفع آنها پس از راه اندازی هزینه زیادی دارد. هر تولیدکننده بزرگ سروو موتور صنعتی - Yaskawa، Fanuc، Siemens، Mitsubishi، Allen-Bradley (Rockwell)، پاناسونیک و دیگران - خانواده‌های موتور درایو منطبق را با سازگاری شناخته شده و الگوریتم‌های تنظیم خودکار بهینه‌سازی شده تولید می‌کنند. استفاده از یک درایو از یک سازنده با موتوری از سازنده دیگر از نظر فنی امکان پذیر است، اما نیاز به توجه دقیق به سازگاری پروتکل بازخورد، پهنای باند حلقه فعلی و داده های تطبیق اینرسی دارد.

ویژگی های کلیدی درایو برای ارزیابی در کنار مشخصات موتور عبارتند از:

  • حالت های کنترل: حالت های کنترل موقعیت، سرعت و گشتاور کاربردهای مختلفی دارند. محورهای CNC از حالت موقعیت استفاده می کنند. درایوهای اسپیندل اغلب از حالت سرعت یا گشتاور استفاده می کنند. تأیید کنید که درایو از حالت مورد نیاز کنترل کننده حرکت شما پشتیبانی می کند.
  • رابط ارتباطی: درایوهای سروو صنعتی مدرن بسته به پلت فرم اتوماسیون از طریق EtherCAT، PROFINET، EtherNet/IP، MECHATROLINK یا CANopen ارتباط برقرار می کنند. قبل از انتخاب یک خانواده درایو، سازگاری فیلدباس با PLC یا کنترل کننده حرکت خود را بررسی کنید.
  • گشتاور ایمن خاموش (STO): STO یک تابع ایمنی (IEC 61800-5-2) است که برق را از موتور در یک رویداد ایمنی بدون نیاز به کنتاکتور کامل بین درایو و موتور حذف می کند. اکثر سروو درایوهای صنعتی فعلی شامل STO به عنوان استاندارد هستند. اگر دستگاه شما به مدار توقف اضطراری دسته ایمنی 3 یا بالاتر نیاز دارد، این را تأیید کنید.
  • قابلیت تنظیم خودکار: درایوهای سروو صنعتی با کیفیت شامل روال های تنظیم خودکار هستند که بار مکانیکی را مشخص می کنند و سود اولیه PID را تنظیم می کنند. این نیاز به تنظیم دقیق دستی در برنامه های کاربردی را برطرف نمی کند، اما زمان راه اندازی را به طور قابل توجهی کوتاه می کند.

MA3 Servo Motor

انواع رمزگذار مورد استفاده در سروو موتورهای صنعتی

رمزگذار سیستم حسی حلقه سروو است. انتخاب نوع انکودر اشتباه برای محیط یا برنامه یکی از شایع ترین دلایل مشکلات سیستم سروو در این زمینه است.

رمزگذارهای افزایشی در مقابل مطلق

رمزگذارهای افزایشی جریانی از پالس ها را در حین چرخش شفت تولید می کنند - کنترل کننده این پالس ها را برای محاسبه موقعیت و سرعت شمارش می کند. محدودیت حیاتی این است که داده های موقعیت در هنگام قطع برق از بین می روند و هر بار که دستگاه راه اندازی می شود نیاز به یک توالی هومینگ دارد. برای کاربردهایی که خانه‌سازی غیرعملی است - محورهای عمودی که ممکن است در حین خانه‌سازی بیفتند، ماشین‌هایی که به طور مداوم 24/7 کار می‌کنند، یا محورهایی که موقعیت خانه به راحتی قابل دسترسی نیست - رمزگذارهای افزایشی مناسب نیستند.

رمزگذارهای مطلق یک کد دیجیتال منحصر به فرد را برای هر موقعیت شفت ارائه می دهند و این اطلاعات را حتی پس از یک چرخه قدرت حفظ می کنند. هنگام راه‌اندازی به خانه نیازی نیست. رمزگذارهای مطلق تک چرخشی موقعیت را در یک دور ردیابی می کنند. رمزگذارهای مطلق چند چرخشی (با استفاده از مکانیسم های شمارش دنده یا حافظه با پشتیبان باتری) علاوه بر این، کل چرخش ها را ردیابی می کنند. برای کاربردهای صنعتی شامل محورهای عمودی، دروازه‌ها یا ماشین‌هایی که زمان راه‌اندازی و ایمنی موقعیت‌یابی حیاتی است، رمزگذارهای مطلق با وجود هزینه بالاتر، به شدت ترجیح داده می‌شوند.

انکودرهای نوری در مقابل مغناطیسی

رمزگذارهای نوری از یک منبع نور و یک دیسک کد با الگوهای دقیق حکاکی شده برای تولید سیگنال های موقعیت استفاده می کنند. آنها به وضوح بسیار بالا - تا 24 بیت یا بالاتر - و دقت عالی دست می یابند، اما دیسک نوری در برابر آلودگی روغن، مایع خنک کننده و ذرات ریز آسیب پذیر است. رمزگذارهای نوری برای محیط های تمیز مانند ساخت نیمه هادی ها، مونتاژ دقیق و تجهیزات پزشکی مناسب هستند. در ماشین‌کاری صنعتی، فلزکاری یا کاربردهای فضای باز، به اقدامات حفاظتی نیاز دارند یا با جایگزین‌های مغناطیسی جایگزین می‌شوند.

رمزگذارهای مغناطیسی از الگوهای قطب مغناطیسی روی چرخ هدف و حسگری استفاده می کنند که تغییرات میدان مغناطیسی را در حین چرخش شفت تشخیص می دهد. آنها وضوح کمتری نسبت به طرح های نوری ارائه می دهند اما در برابر آلودگی، رطوبت، شوک و لرزش بسیار مقاوم هستند - شرایطی که در محیط های صنعتی سنگین رایج است. رمزگذارهای مغناطیسی مدرن با وضوح 17 تا 19 بیت برای اکثر برنامه های کاربردی کنترل حرکت صنعتی که محیط زیست فناوری نوری را رد می کند، کافی است.

اندازه یک سروو موتور صنعتی: یک گردش کار عملی

کوچک کردن یک سروو موتور باعث ایجاد خطاهای استال، خاموش شدن حرارتی و وقفه در تولید می شود. بزرگی بیش از حد سرمایه را هدر می دهد، عدم تطابق اینرسی را افزایش می دهد و می تواند تنظیم حلقه کنترل را سخت تر کند. یک گردش کار اندازه سیستماتیک از هر دو مشکل جلوگیری می کند.

  • مرحله 1 - پروفایل حرکت را تعریف کنید: چرخه حرکت کامل را تعیین کنید: مسافت طی شده در هر چرخه، زمان های شتاب و کاهش سرعت، دوره های سرعت ثابت و زمان ماندن. این را به صورت پروفیل سرعت ذوزنقه ای یا منحنی S بیان کنید. این پروفیل پایه و اساس تمامی محاسبات گشتاور و سرعت است.
  • مرحله 2 - محاسبه اینرسی بار: اینرسی انعکاسی هر جزء چرخشی و در حال تبدیل در شفت موتور - بار مکانیکی، کوپلینگ، گیربکس، پیچ توپ یا تسمه، و هر ابزار متصل شده را جمع کنید. اینرسی کل بار است که موتور باید در هر چرخه شتاب بگیرد و کند شود.
  • مرحله 3 - محاسبه گشتاورهای مورد نیاز: گشتاور شتاب (J_total × شتاب زاویه ای)، گشتاور اصطکاک (اندازه گیری یا تخمین زده شده از پیشرانه)، و گشتاور گرانش (برای محورهای غیر افقی) را تعیین کنید. اینها را برای حداکثر گشتاور در حین شتاب جمع کنید. گشتاور RMS را در تمام چرخه برای اندازه حرارتی محاسبه کنید.
  • مرحله 4 - نسبت اینرسی را بررسی کنید: اینرسی بار کل را بر اینرسی روتور موتور کاندید تقسیم کنید. هدف 3:1 یا کمتر برای برنامه های کاربردی با کارایی بالا. تا 10:1 را برای دینامیک متوسط ​​بپذیرید. اگر نسبت از 10:1 بیشتر شد، یک گیربکس اضافه کنید، یک موتور با اینرسی بالاتر انتخاب کنید، یا اینرسی بار را در منبع کاهش دهید.
  • مرحله 5 - بررسی سرعت مورد نیاز: اطمینان حاصل کنید که سرعت موتور مورد نیاز (با در نظر گرفتن هر نسبت دنده) در ناحیه گشتاور پیوسته موتور قرار می گیرد. اگر به سرعت بالا و گشتاور بالا به طور همزمان نیاز است، منحنی توان مداوم موتور را در آن نقطه کار بررسی کنید.
  • مرحله 6 - اعمال حاشیه های ایمنی: موتور نهایی را با حداقل 20 تا 30 درصد حاشیه در حداکثر گشتاور و گشتاور RMS انتخاب کنید. بارهای دنیای واقعی به دلیل تغییرات اصطکاک، تغییرات ابزار و اختلالات بار دینامیکی اغلب از محاسبات نظری فراتر می روند.

تنظیم PID برای سیستم های سرو موتور صنعتی

اگر حلقه کنترل تنظیم نشود، حتی یک سروو موتور با اندازه مناسب با یک درایو مناسب عملکرد ضعیفی خواهد داشت. تنظیم PID (Proportional-Integral-Derivative) سه دستاورد کنترلی را تنظیم می کند که تعیین می کند درایو چقدر به خطای موقعیت واکنش تهاجمی نشان می دهد، چگونه افست حالت پایدار را حذف می کند و چگونه نوسان را کاهش می دهد.

هر سود چه می کند

سود متناسب (Kp). پاسخ فوری به خطای موقعیت را تعیین می کند - Kp بالاتر به معنای تصحیح سریع تر و تهاجمی تر است. خیلی بالاست و سیستم نوسان می کند. خیلی کم است و به کندی پاسخ می دهد، با خطاهای موقعیت بزرگ در زیر بار. با افزایش Kp شروع کنید تا اولین علائم نوسان ظاهر شود، سپس تقریباً 20٪ کاهش دهید.

سود مشتق (Kd). با پاسخ دادن به نرخ تغییر خطا، نه به بزرگی خطا، نوسان را کاهش می دهد. افزودن Kd پس از تنظیم Kp باعث افزایش نسبت بالاتر بدون ناپایداری می شود. آن را به عنوان کمک فنر سیستم کنترل در نظر بگیرید. Kd بیش از حد نویز را تقویت می کند و باعث پچ پچ فرکانس بالا می شود.

سود انتگرال (Ki). خطا را در طول زمان انباشته می کند و موقعیت حالت پایدار را که کنترل تناسبی به تنهایی نمی تواند به طور کامل تصحیح کند، حذف می کند. Ki را در آخر و با افزایش‌های کوچک اضافه کنید - بهره انتگرال بیش از حد باعث نوسان آهسته و با فرکانس پایین می‌شود که به آن "پیچ انتگرال" می‌گویند.

راهنمای تنظیم عملی

اکثر سروو درایوهای صنعتی مدرن دارای عملکردهای تنظیم خودکار هستند که سودهای اولیه را بر اساس پاسخ مکانیکی اندازه گیری شده تنظیم می کنند. از تنظیم خودکار به عنوان نقطه شروع استفاده کنید، نه یک نتیجه تمام شده. پس از تنظیم خودکار، عملکرد را با مشخصات حرکت تولید واقعی - چرخه‌های سریع با بار کامل - نه فقط یک حرکت آزمایشی آهسته، تأیید کنید. اگر سیستم مکانیکی دارای انطباق باشد (محرک تسمه، کوپلینگ منعطف طولانی یا گیربکس چند مرحله ای)، ممکن است برای سرکوب نوسانی که تنظیم PID به تنهایی قادر به حذف آن نیست، به فیلترهای ناچ در فرکانس تشدید سیستم مکانیکی نیاز باشد. تجزیه و تحلیل نمودار Bode موجود در بسته های نرم افزاری پیشرفته سروو درایو کارآمدترین راه برای شناسایی و سرکوب تشدیدهای مکانیکی است.

کاربردهای سروو موتور صنعتی بر اساس صنعت

سروو موتورهای صنعتی در هر جایی که حرکت باید دقیق، قابل تکرار و سریع باشد استفاده می شود. جدول زیر رایج ترین کاربردهای صنعتی، نیازهای عملکرد اولیه در هر یک و نوع موتور معمولی مورد استفاده را خلاصه می کند.

صنعت برنامه معمولی نیاز اولیه نوع موتور معمولی
ماشینکاری CNC درایوهای محور، دوک ها بالا positioning accuracy, rigid speed control AC سنکرون servo
رباتیک محرک های مشترک، افکتورهای انتهایی بالا torque density, low inertia, compact size سروو BLDC، سروو AC همزمان
بسته بندی انتخاب و مکان، فرم-پر-مهر، برچسب زدن زمان چرخه سریع، موقعیت یابی قابل تکرار AC سنکرون servo
نیمه هادی / الکترونیک جابجایی ویفر، مونتاژ PCB دقت فوق العاده بالا، سازگاری با اتاق تمیز سروو خطی، سروو AC با وضوح بالا
چاپ / تبدیل کنترل تنش وب، کنترل ثبت کنترل سرعت صاف، رد اختلال سریع AC سنکرون servo
تجهیزات پزشکی ربات های جراحی، سیستم های تصویربرداری عملکرد بی صدا، کنترل دقیق گشتاور، جمع و جور سروو BLDC
شکل دهی فلز درایوهای پرس، ماشین های خم کن بالا peak torque, position accuracy at low speed AC سنکرون servo (high-torque frame)

تعمیر و نگهداری و عیب یابی سروو موتورهای صنعتی

سروو موتورهای صنعتی برای عمر طولانی طراحی شده اند - معمولاً بیش از 20000 ساعت در سیستم هایی که به درستی اعمال و نگهداری می شوند. بیشتر خرابی‌های میدان ناشی از تعداد کمی از علل قابل شناسایی است و بیشتر آنها با تعمیر و نگهداری معمول قابل پیشگیری هستند.

رایج ترین حالت های شکست

  • گرمای بیش از حد: علت اصلی تخریب عایق سیم پیچ و خرابی زودرس موتور. ناشی از کوچک شدن اندازه، مسدود شدن دریچه های خنک کننده، دمای بیش از حد محیط، یا نقض مکرر چرخه کار است. تصویربرداری حرارتی مادون قرمز در حین عملکرد عادی سریعترین راه برای شناسایی موتورهایی است که قبل از وقوع خرابی داغتر از حد انتظار کار می کنند.
  • خرابی رمزگذار: آلودگی (گرد و غبار، روغن، خنک کننده) روی دیسک های کد نوری باعث خطاهای سیگنال می شود. یاتاقان های رمزگذار آسیب شوک مکانیکی. تخریب کابل در اثر خم شدن مکرر یا EMI باعث خطاهای بازخورد متناوب می شود. علائم عبارتند از حرکت نامنظم، خطاهای بعدی و جابجایی موقعیت. ابتدا اتصال زمین محافظ کابل را بررسی کنید - محافظت ضعیف EMI شایع ترین علت مشکلات سیگنال رمزگذار در محیط های صنعتی است.
  • سایش بلبرینگ: به صورت ارتعاش، نویز و افزایش جریان جریان ظاهر می شود. ناشی از بارهای شعاعی یا محوری زیاد بیش از حد مجاز بار شفت موتور، ناهماهنگی یا ورود آلودگی از طریق کاسه نمد شفت ناموفق. یاتاقان ها را در فواصل زمانی توصیه شده توسط سازنده یا زمانی که روند ارتعاش سطوح افزایشی نشان می دهد، تعویض کنید.
  • خطاهای موقعیت یابی: اگر یک محور سروو شروع به از دست دادن موقعیت‌های دستور داده شده کند یا به دنبال خطاهای خطا راه‌اندازی کند، علت معمولاً جابجایی کالیبراسیون رمزگذار، مشکلات کابل بازخورد یا کاهش بهره PID در اثر تغییر شرایط مکانیکی (گیربکس فرسوده، اتصال شل) است. رمزگذار را دوباره کالیبره کنید، سیم کشی بازخورد را بررسی کنید و عملکرد تنظیم خودکار درایو را دوباره اجرا کنید.
  • خطاهای الکتریکی: خرابی عایق ناشی از ورود رطوبت، افزایش ولتاژ در اتوبوس، یا حلقه های زمین بین درایو و موتور. آزمایش‌های دوره‌ای مقاومت عایق (تست مگر) را روی سیم‌پیچ‌های موتور انجام دهید و بررسی کنید که حفاظت ولتاژ گیره باس درایو مطابق با مشخصات است.

چک لیست تعمیر و نگهداری روتین

  • باله های خنک کننده و منافذ تهویه را هر ماه در محیط های گرد و غبار تمیز کنید. فصلی در محیط های پاک
  • هر شش ماه یکبار کانکتورهای کابل کاسه نمد و انکودر شفت موتور را از نظر آلودگی روغن یا رطوبت بررسی کنید.
  • تراز کوپلینگ و گشتاور بست را بعد از هر گونه کار مکانیکی روی دستگاه رانده بررسی کنید.
  • مصرف جریان و دمای موتور را در فواصل منظم و روند در طول زمان ثبت کنید - تغییرات تدریجی نشان دهنده ایجاد مشکلات مکانیکی یا الکتریکی قبل از اینکه باعث خرابی برنامه ریزی نشده شود، می باشد.
  • سالانه ولتاژ باتری را در رمزگذارهای مطلق چند چرخشی پشتیبان باتری بررسی کنید و قبل از اینکه باتری از حد آستانه پایین بیاید، تعویض کنید. باتری انکودر مرده منجر به از دست دادن مرجع موقعیت مطلق و خطای هومینگ هنگام راه اندازی می شود.
  • تست های مقاومت عایق را سالانه روی سیم پیچ های موتور انجام دهید تا رطوبت را قبل از اینکه باعث خرابی سیم پیچ شود، تشخیص دهید.

سروو موتور صنعتی در مقابل موتور پله ای: انتخاب بین آنها

برای کاربردهای کنترل حرکت در محدوده گشتاور کم تا متوسط با بودجه محدود، موتورهای پله ای جایگزین رایجی برای سروو موتورهای صنعتی هستند. درک اینکه کدام فناوری واقعاً انتخاب بهتری است، هم از مهندسی بیش از حد و هم از عدم تعیین دقیق جلوگیری می کند.

موتورهای پله ای به صورت حلقه باز عمل می کنند - آنها در مراحل افزایشی ثابت بدون بازخورد موقعیت حرکت می کنند. آنها ساده تر، ارزان تر هستند و نیازی به تنظیم درایو ندارند. آنها برای بارهای سبک، سرعت های کم و کاربردهایی که گاه از دست دادن یک پله قابل قبول است یا شرایط بار قابل پیش بینی و سازگار است، مناسب هستند. محدودیت‌ها در سرعت‌های بالاتر (گشتاور به شدت از چند صد دور در دقیقه کاهش می‌یابد)، تحت بارهای متغیر یا ضربه‌ای (ممکن است مراحل بدون هیچ نشانه‌ای خطا از دست رفته) و در برنامه‌های چرخه کاری بالا (مدیریت حرارتی بدون بازخورد دشوار می‌شود) ظاهر می‌شوند.

سیستم های سروو موتور صنعتی انتخاب مناسبی هستند که:

  • دقت موقعیت تحت بارهای مختلف اجباری است - سروو اختلالات را تصحیح می کند. یک استپر نمی تواند
  • این برنامه به کارکرد در سرعت‌های بالاتر با گشتاور کامل نیاز دارد - موتورهای سروو، گشتاور نامی را در محدوده وسیعی از سرعت حفظ می‌کنند.
  • مشخصات حرکتی شامل چرخه‌های شتاب و کاهش سرعت است - سرووها به دلیل قابلیت ترمز احیاکننده در درایوهای مدرن، این کار را کارآمدتر انجام می‌دهند.
  • یک موقعیت از دست رفته باعث نقص کیفیت، تصادف ماشین یا یک رویداد ایمنی می شود - سیستم سروو خطا و هشدار می دهد. استپر بی سر و صدا موقعیت خود را از دست می دهد.
  • چرخه کاری بالا و پیوسته است — موتورهای سروو با اندازه مناسب خنک‌تر و کارآمدتر از استپرها با توان خروجی معادل کار می‌کنند.
پست قبلی درایو فرکانس متغیر ولتاژ پایین: هر آنچه که باید قبل از خرید یا نصب یکی بدانید

اخبار مرتبط