Servo motorların istifadəsi zamanı yayılmış problemlər
Servo sistemləri elektromexaniki məhsulların ən vacib komponentləridir və ən yüksək dinamik cavab səviyyəsini və burulma sıxlığını təmin edirlər. Buna görə də, sürücü sistemlərinin inkişaf tendensiyası, ənənəvi hidravlik, DC, addımlı və AC dəyişən tezlikli sürücüləri AC servo sürücülərlə əvəz etməkdir; bu da sistem performansında yeni bir səviyyəyə çatmağa, daha qısa dövr müddətlərinə, daha yüksək məhsuldarlığa, yaxşı etibarlılığa və uzun ömürlülüyə imkan verir. Servo mühərriklerin daha yaxşı performans göstərməsini təmin etmək üçün onların istifadə xüsusiyyətlərini başa düşmək vacibdir.
Servo motorların istifadəsi zamanı yayılmış problemlər
Problem 1: Səs-küy və qeyri-sabitlik
Müştərilər, maşınlar üzərində servomotorlardan istifadə edərkən çoxlu səs-küy və qeyri-sabit işləmə ilə üzləşirlər. Bir çox istifadəçinin ilk reaksiyası servomotorun keyfiyyətsiz olduğu haqqında fərziyyədir, çünki bəzən onun yerinə addım motoru və ya dəyişən tezlikli motor qoymaq səs-küy və qeyri-sabitsizliyi əhəmiyyətli dərəcədə azaldır. Səthi baxışdan bu, servomotorun xətası kimi görünür, lakin onun iş prinsipinin diqqətlə təhlili bu nəticənin tamamilə yanlış olduğunu göstərir.
Dəyişən cərəyanlı servosistem aşağıdakı komponentlərdən ibarətdir: servoprivod, servomotor və geri əlaqə sensoru (ümumiyyətlə, servomotorlarda daxili optik enkoder olur). Bütün bu komponentlər qapalı döngəli idarəetmə sistemi daxilində işləyir: privod xarici mənbədən parametr məlumatlarını alır, sonra motora müəyyən bir cərəyan verir; motor isə bu cərəyanı yükü hərəkətə gətirmək üçün momentə çevirir. Yük öz xüsusiyyətlərinə uyğun olaraq hərəkət edir və ya sürətini artırır/azaldır. Sensorlar yükün mövqeyini ölçür və privod tərəfindən quraşdırılmış nöqtənin qiyməti ilə faktiki mövqe qiyməti müqayisə olunur. Daha sonra motor cərəyanı tənzimlənərək faktiki mövqe qiyməti quraşdırılmış nöqtənin qiyməti ilə uyğunlaşdırılır. Yükdə baş verən anidən dəyişiklik sürətdə dəyişiklik yaradarsa, enkoder bu sürət dəyişikliyini aşkar edir və dərhal servoprivoda cavab verir. Privod isə servomotora verilən cərəyanı yükdə baş verən dəyişikliyə uyğun olaraq tənzimləyir və quraşdırılmış sürətə qayıdır. Dəyişən cərəyanlı servosistem yüksək reaktivlikli, tam qapalı döngəli sistemdir. Yük dalğalanmaları ilə sürət düzəlişi arasındakı gecikmə çox qısa müddətdir. Beləliklə, sistemin cavab verməsinin həqiqi məhdudiyyəti mexaniki birləşmə qurğularının ötürülmə müddətidir.
Problem İki: İnertsiya Uyğunlaşdırılması
İnertsiya problemləri tez-tez servomotor sistemlərinin seçilməsi və sazlama zamanı qarşıya çıxır!
Xüsusi olaraq, bu aşağıdakı kimi özünü büruzə verir:
1. Servomotor sistemi seçərkən motorun momenti və nominal sürəti kimi amillərə əlavə olaraq mexaniki sistemin motor milinə çevrilmiş inertsiyasını da hesablamaq lazımdır. Daha sonra faktiki mexaniki hərəkət tələblərinə və emal edilən detalların keyfiyyət tələblərinə əsasən uyğun inertsiya dəyərinə malik motor seçilməlidir.
2. Sazlama zamanı (əl rejimində) inertsiya nisbəti parametrini düzgün qurmaq mexaniki və servomotor sistemlərinin optimal performansını tam istifadə etmək üçün vacib şərtdir. Bu xüsusi olaraq yüksək sürət və yüksək dəqiqlik tələb edən sistemlərdə (Delta servomotorun inertsiya nisbəti parametrləri 1–37, JL/JM) daha çox müşahidə olunur.
Təsir: Ötürücü qeyri-sabitliyi servosistemin dəqiqliyini, sabitliyini və dinamik cavabını təsirləyir. Böyük qeyri-sabitlik mexaniki sabitin böyük olmasına, yavaş cavaba və sistemin təbii tezliyinin azalmasına səbəb olur ki, bu da rezonansa meylli olmasına gətirib çıxarır. Bu, servoband genişliyini məhdudlaşdırır və servodəqiqliyini ilə cavab sürətini təsirləyir. Qeyri-sabitliyi uyğun şəkildə artırmaq yalnız aşağı sürətdə sürüşməni yaxşılaşdırmaq üçün faydalıdır. Beləliklə, mexaniki dizaynda qeyri-sabitlik sistemin sərtliyini təsirləmədən mümkün qədər azaldılmalıdır.
Mexaniki sistemin dinamik xüsusiyyətlərini necə müəyyən etmək olar: Mexaniki sistemin dinamik xüsusiyyətlərini ölçərkən, inersiya nə qədər kiçik olarsa, sistemin dinamik cavabı bir o qədər yaxşı olar; inersiya nə qədər böyük olarsa, mühərrikin yüklənməsi bir o qədər çox olar və idarə edilməsi bir o qədər çətinləşər. Lakin mexaniki sistemin inersiyası mühərrikin inersiyası ilə uyğunlaşdırılmalıdır. Fərqli mexanizmlər üçün inersiya uyğunlaşdırma prinsipləri fərqli seçilir və bu seçimlərin təsirləri də müxtəlifdir.
Məsələn, CNC emal mərkəzi servomühərrik istifadə edərək yüksək sürətli kəsmə apararkən yük inersiyasının artması aşağıdakıları səbəb olar:
1. İdarəetmə əmrləri dəyişdikdə mühərrik yeni əmr tələb edən sürətə çatmaq üçün daha uzun müddət tələb edər;
2. Dəzgah iki ox üzrə sürətli qövsvari kəsmə apararkən əhəmiyyətli xətalar baş verər. Ümumiyyətlə, normal şəraitdə JL≦JM olduqda yuxarıda göstərilən problemlər baş verməz;
3. JL ≧ 3×JM olduqda, motorun idarə olunması əhəmiyyətli dərəcədə azalacaq, xüsusilə yüksək sürətli əyrilərdə kəsmə zamanı bu effekt aydın müşahidə olunur.
Fərqli mexaniki hərəkətlər və emal keyfiyyəti tələbləri JL və JM arasındakı fərqli əlaqələri müəyyən edir. İnertsiya uyğunluğunu müəyyənləşdirmək mexaniki proses xüsusiyyətlərinə və emal keyfiyyəti tələblərinə əsaslanmalıdır.
Sual 3: Servo motorun seçilməsi
Mexaniki ötürücü sxem seçildikdən sonra servo motorun modeli və ölçüsü seçilməli və təsdiqlənməlidir.
(1) Seçim şərtləri
Ümumiyyətlə, servo motor seçərkən aşağıdakı şərtlərin ödənilməsi tələb olunur:
1. Motorun maksimum sürəti > sistem tərəfindən tələb olunan maksimum sürət.
2. Motor rotorunun inertsiyası yükün inertsiyasına uyğun gəlməlidir.
3. Davamlı yük iş momenti ≤ motorun nominal momenti.
4. Motorun maksimum çıxış momenti > sistem tərəfindən tələb olunan maksimum moment (sürətləndirmə zamanı moment).
(2) Seçim hesablanması
1. İnertsiya uyğunlaşdırma hesablanması (JL/JM)
2. Fırlanma sürəti hesablanması (yüklənmiş ucun sürəti, motor ucun sürəti)
3. Yük momenti hesablanması (davamlı yük iş momenti, sürətlənmə zamanı moment)
