برقي رو فشار بده

سیستم‌های سروو بخشی اساسی از محصولات الکترومکانیکی هستند و بالاترین سطوح پاسخ‌دهی پویا و چگالی گشتاور را ارائه می‌دهند. بنابراین، روند توسعه سیستم‌های محرک جایگزینی سیستم‌های هیدرولیکی، جریان مستقیم، گام‌به‌گام و فرکانس متغیر جریان متناوب سنتی با سیستم‌های محرک سروو جریان متناوب است که به سطح جدیدی از عملکرد سیستم منجر می‌شود، از جمله زمان‌های چرخه کوتاه‌تر، بهره‌وری بالاتر، قابلیت اطمینان بهتر و طول عمر طولانی‌تر. برای دستیابی به عملکرد بهتر از موتورهای سروو، درک ویژگی‌های استفاده از آن‌ها ضروری است.

مشکلات رایج در استفاده از موتورهای سرو

مشکل ۱: نویز و ناپایداری

مشتریان اغلب هنگام استفاده از موتورهای سروو در ماشین‌آلات، صدای بیش از حد و عملکرد ناپایدار را تجربه می‌کنند. بسیاری از کاربران در ابتدا فرض می‌کنند که موتور سروو از کیفیت پایینی برخوردار است، زیرا گاهی اوقات جایگزینی آن با موتور گام‌به‌گام یا موتور فرکانس متغیر، صدای کمتر و ناپایداری به‌مراتب کمتری ایجاد می‌کند. به‌ظاهر، این امر به‌نظر می‌رسد که عیب از موتور سروو است، اما تحلیل دقیق اصل کارکرد آن نشان می‌دهد که این نتیجه‌گیری کاملاً نادرست است.

سیستم سرووی جریان متناوب شامل این اجزا است: درایوی سروو، موتوری سروو و حسگری بازخورد (به‌طور کلی، موتورهای سروو دارای انکودر نوری تعبیه‌شده هستند). تمام این اجزا در یک سیستم کنترل حلقه‌بسته عمل می‌کنند: درایو اطلاعات پارامتری را از بیرون دریافت می‌کند، سپس جریانی معین را به موتور تأمین می‌کند که این جریان توسط موتور به گشتاور تبدیل شده و بار را به حرکت درمی‌آورد. بار بر اساس ویژگی‌های خودش جابه‌جا می‌شود یا شتاب می‌گیرد/کند می‌شود. حسگرها موقعیت بار را اندازه‌گیری می‌کنند و درایو مقادیر تعیین‌شده را با مقادیر واقعی موقعیت مقایسه می‌کند. سپس با تنظیم جریان موتور، مقدار واقعی موقعیت همواره با مقدار تعیین‌شده نگه داشته می‌شود. هنگامی که تغییر ناگهانی در بار، تغییر سرعت ایجاد کند، انکودر این تغییر سرعت را تشخیص داده و بلافاصله به درایوی سروو پاسخ می‌دهد. درایو سپس جریان تأمین‌شده به موتور سروو را تنظیم کرده و سیستم را به سرعت تعیین‌شده بازمی‌گرداند. سیستم سرووی جریان متناوب یک سیستم کاملاً حلقه‌بسته و بسیار پاسخگو است. تأخیر زمانی بین نوسانات بار و اصلاح سرعت بسیار کوتاه است. بنابراین، عامل واقعی محدودکنندهٔ پاسخ سیستم، زمان انتقال در اجزای مکانیکی اتصال است.

مشکل دوم: تطبیق اینرسی

مسائل اینرسی به‌طور مکرر در هنگام انتخاب و رفع‌عیب سیستم‌های سروو رخ می‌دهند!

به‌طور خاص، این مسائل به شیوه‌های زیر نمایان می‌شوند:

۱. هنگام انتخاب یک سیستم سروو، علاوه بر در نظر گرفتن عواملی مانند گشتاور موتور و سرعت نامی، باید اینرسی سیستم مکانیکی را که به محور موتور تبدیل شده است نیز محاسبه کرد. سپس، با توجه به نیازهای عملیاتی واقعی سیستم مکانیکی و الزامات کیفی قطعات ماشین‌کاری‌شده، موتوری با مقدار اینرسی مناسب انتخاب می‌شود.

۲. در فرآیند رفع‌عیب (در حالت دستی)، تنظیم صحیح پارامتر نسبت اینرسی شرط لازمی برای بهره‌برداری کامل از عملکرد بهینه سیستم‌های مکانیکی و سروو است. این امر به‌ویژه در سیستم‌هایی که نیازمند سرعت و دقت بالا هستند برجسته می‌شود (پارامترهای نسبت اینرسی سروو دلتا بین ۱ تا ۳۷ است، JL/ JM).

تأثیر: لختی انتقال‌دهنده بر دقت، پایداری و پاسخ پویای سیستم سروو تأثیر می‌گذارد. لختی بزرگ منجر به ثابت مکانیکی بزرگ‌تر، پاسخ کندتر و کاهش فرکانس طبیعی سیستم می‌شود و این امر باعث تمایل سیستم به رزونانس می‌گردد. این موضوع عرض باند سروو را محدود کرده و بر دقت و سرعت پاسخ سروو تأثیر می‌گذارد. افزایش لختی تنها در بهبود حرکت خزشی در سرعت‌های پایین مفید است. بنابراین، در طراحی مکانیکی، لختی باید تا حد امکان کمینه شود بدون آنکه بر صلبیت سیستم تأثیر بگذارد.

چگونه ویژگی‌های پویایی یک سیستم مکانیکی را تعیین کنیم: هنگام اندازه‌گیری ویژگی‌های پویایی یک سیستم مکانیکی، هرچه لختی کوچک‌تر باشد، پاسخ پویایی سیستم بهتر خواهد بود؛ و هرچه لختی بزرگ‌تر باشد، بار وارد بر موتور بیشتر می‌شود و کنترل آن دشوارتر می‌گردد. با این حال، لختی سیستم مکانیکی باید با لختی موتور تطبیق داشته باشد. اصول تطبیق لختی در مکانیزم‌های مختلف متفاوت است و این انتخاب‌ها اثرات متفاوتی دارند.

برای نمونه، هنگامی که یک مرکز ماشین‌کاری CNC با استفاده از یک موتور سروو برش سریع انجام می‌دهد، افزایش لختی بار عواقب زیر را به دنبال خواهد داشت:

۱. هنگامی که دستورات کنترلی تغییر می‌کنند، موتور زمان بیشتری برای رسیدن به سرعت مورد نیاز دستور جدید طول می‌کشد؛

۲. هنگامی که دستگاه ابزار برش قوسی سریع را در امتداد دو محور انجام می‌دهد، خطاهای قابل توجهی رخ می‌دهد. عموماً در شرایط عادی، اگر JL ≤ JM باشد، مشکلات فوق رخ نخواهند داد.

۳. هنگامی که JL ≥ ۳ × JM باشد، قابلیت کنترل موتور به‌طور قابل‌توجهی کاهش می‌یابد، به‌ویژه در حین برش منحنی‌های با سرعت بالا.

اقدامات مکانیکی متفاوت و نیازهای متنوع به کیفیت پردازش، روابط متفاوتی بین JL و JM را تعیین می‌کنند. تعیین تطبیق اینرسی باید بر اساس ویژگی‌های فرآیند مکانیکی و نیازهای کیفیت پردازش انجام شود.

سوال ۳: انتخاب موتور سروو

پس از انتخاب طرح انتقال مکانیکی، مدل و اندازهٔ موتور سروو باید انتخاب و تأیید شوند.

(۱) شرایط انتخاب

به‌طور کلی، در انتخاب موتور سروو باید شرایط زیر برقرار باشند:

۱. بیشترین سرعت موتور > بیشترین سرعت مورد نیاز سیستم.

۲. اینرسی روتور موتور با اینرسی بار تطبیق داشته باشد.

۳. گشتاور کار مداوم بار ≤ گشتاور نامی موتور.

۴. بیشترین گشتاور خروجی موتور > بیشترین گشتاور مورد نیاز سیستم (گشتاور در حین شتاب‌گیری).

(۲) محاسبهٔ انتخاب

۱. محاسبهٔ تطبیق اینرسی (JL‍/JM)

۲. محاسبهٔ سرعت چرخشی (سرعت انتهای بار، سرعت انتهای موتور)

۳. محاسبهٔ گشتاور بار (گشتاور کار پیوستهٔ بار، گشتاور در حین شتاب‌گیری)